水黾具有能在水环境下停留,划行甚至跳跃的优秀活动机能,引起了人们浓厚的研究兴趣?仿水黾机器人具有能量利用率高?机动性能好?对环境扰动小和噪音低等优点,使其在环境监测?抗灾救援?军事侦察和地下管网检测等诸多领域有着广泛的用途?因此,对仿水黾机器人的研究具有重要的理论意义和实用价值?本文是在河北工业大学研制的电磁铁驱动的浮力型仿水黾机器人和张力型仿水黾机器人的基础上继续研究,所以本文所研究的机器人为仿水黾机器人?型?由于利用水的表面张力的仿水黾机器人负载能力小,不方便携带工具完成远程作业任务,所以本文研究一种微型电机驱动的漂浮型仿水黾机器人?本文主要研究内容如下:1.根据对生物水黾的研究成果,应用三维造型软件Pro/E建立了五个仿水黾机器人的电机驱动划水机构方案,通过对这些方案运动学特性的分析比较,选出其中能满足课题要求的方案深入研究,提出了一种电机驱动的模仿水黾划水动作的机器人结构方案?微型电机作为驱动具有可持续工作时间长和能耗低等优点,该机器人模仿生物水黾的运动形态利用前后四条腿支撑在水面上,左右两条中腿完成划水动作?2.建立仿水黾机器人的运动学模型,通过代入多组参数绘图比较的方法,确定了实现划水腿划水运动轨迹的机构尺寸,通过理论运算和应用多刚体动力学仿真软件ADAMS进行仿真分析,研究了该尺寸参数下机器人的运动轨迹和运动学特性?建立机器人动力学模型,为仿水黾机器人的进一步研制提供理论依据?3.应用有限元分析软件ANSYS对仿水黾机器人整机和关键部件进行静力分析,发现机器人结构的薄弱环节,提出改进意见?应用有限元分析软件ANSYS的模态分析模块,提取仿水黾机器人整机前十阶模态的振型图和位移图进行分析研究,确定应避免的外部激励的频率,提出薄弱环节的改进建议?