随着科学技术的快速发展,机器人代替人类在社会生活生产的各个领域得到广泛应用,然而现有机器人大多是工作在稳定的单一环境下,在多种环境下不能够很好的实用,因此为实现机器人能在多种环境下应用的研究越来越受到人们的重视,不仅具有迫切的民用需要,还存在巨大的军事需求。为此,本文开展了对于水陆两栖机器人的研究工作,借鉴于鳄鱼在水陆环境中良好的运动性能,以鳄鱼形态学和运动特点为依据,设计仿生鳄鱼水陆两栖机器人模型,对仿生鳄鱼机器人在水陆环境中的运动原理进行研究分析。本文通过对鳄鱼的形态学及运动特征研究分析,设计了尺寸和结构高度仿生的仿生鳄鱼机器人模型,根据鳄鱼的运动特征对仿生鳄鱼机器人各关节进行针对性设计,所设计的机器人模型具有多自由度且躯干关节可动,满足水陆两栖环境运动的要求。本文主要研究内容如下:1.为了解决仿生鳄鱼机器人在运动过程中存在躯干-四肢运动不协调的问题,本文以仿生鳄鱼机器人腿部及其躯干连接部分的结构作为研究对象,对其运动学进行分析。首先采用D-H（Denavit-Hartenberg）法建立对应的运动学模型,然后通过正运动学分析机器人足端的运动空间,再对该结构的逆运动学进行求解,并对求解结果进行验证。在运动学模型的基础上,使用欧拉-拉格朗日法求解该结构的动力学模型,为仿生鳄鱼机器人运动控制提供理论依据。2.为了研究仿生鳄鱼机器人同真实鳄鱼在陆地运动中的仿生相似性,及脊椎摆动对机器人在陆地运动中产生的影响。首先规划仿生鳄鱼机器人的足端运动轨迹、脊椎摆动轨迹及步态,通过采样并分析真实眼镜凯门鳄陆地爬行运动中的前后足端运动轨迹和脊椎摆动轨迹为仿生鳄鱼机器人整体运动规划提供参考。在Matlab Simscape仿真环境进行仿真实验,将仿真实验结果数据同真实鳄鱼运动数据进行对比分析,证明仿生鳄鱼机器人在陆地运动中同真实鳄鱼具有相似性。此外,在陆地爬行仿真实验的基础上,通过脊椎关节是否摆动对比实验,证明脊椎摆动能使仿生鳄鱼机器人在陆地爬行中的运动性能更高效。3.为了研究所设计的仿生鳄鱼机器人在水中游动的运动性能,采用基于中枢模式发生器（Central Pattern Generator,CPG）控制模型的方法对仿生鳄鱼机器人进行游动仿真。首先采样并分析真实鳄鱼在水中游动的脊椎关节运动轨迹,基于分析结果搭建CPG网络模型并配置模型相关参数,然后在Webots软件中展开基于CPG网络模型的水上运动仿真实验,并将仿真实验结果同真实鳄鱼游动进行对比分析,证明鳄鱼机器人同真实鳄鱼在水中游动的相似性。最后通过改变CPG网络模型的参数,验证不同的CPG网络模型参数对机器人水中游动速度产生影响。本文有图76幅,表6个,参考文献85篇。