随着陆地资源的日益枯竭,人类对海洋资源的开发和利用越来越关注,海洋在国家经济发展格局和对外开放中的作用也更加重要。由于濒海作业对海洋经济发展、海洋科学研究等领域至关重要。我国需要一款既能在近海和陆地作业又可以进行远距离航行的多用途机器人来完成扫雷,海洋资源探测,海洋科学数据采集等任务。本文基于仿生原型和水下滑行机的特点,通过对国内外两栖机器人与水下滑翔机进行调研和资料分析,针对仿生两栖机械蟹进行了以下研究和实验。整体机械结构设计。对仿生两栖机械蟹进行了步行足、游泳足和骨架的分析与设计,确定了步行足各关节的比例和长度,确定了游泳足的尺寸和材料,确定了步行足和游泳足的排布方式并根据水下滑翔机的特点确定了机体骨架的结构和尺寸。选定了防水方案,为能够顺利完成两栖工作提供了保障,然后通过SolidWorks建立了仿生两栖机械蟹的三维模型,并将模型数据导入到ADAMS软件中进行了模型简化。步行足运动学和动力学分析。通过建立步行足D-H坐标系,对摆动步行足和支撑步行足分别进行了运动学分析,得到了步行足的步态控制参数,并用MATLAB对其建立了运动学模型,通过仿真验证了运动学分析的正确性和工作空间范围。根据拉格朗日功能平衡法对步行足进行了动力学分析,得到了各关节驱动力矩的动力学方程。步态分析与虚拟样机仿真分析。对仿生两栖机械蟹行走时的步态和水下浮游时游泳足的步态进行了分析,确定了其行走步态为“三足步态”,确定其浮游步态为双游泳足并行排列,同频率同相位反向摆动步态。使用仿真软件ADAMS对行走步态的各种运动进行了仿真,对越障、爬坡和“三足步态”下前进、转弯、横移运动时的动力学特性进行了分析。样机制作与实验。加工设计好的各零部件后对样机进行了组装,搭建了实验平台,对仿生两栖机械蟹样机进行了步态实验进一步验证了设计和分析的正确性,对其游泳足进行了水下推动实验,确定了游泳足推进效率较好的摆动频率,从而初步实现了仿生两栖机械蟹在两栖环境下都能正常工作,为后续研究工作打下了一定基础。