上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》课程教学资源（讲课讲稿）12杨赟浩

水上漂的实际运用 杨簧浩516191910020

水上漂的实际运用 杨赟浩 516191910020

自 基于水黾 基于皇冠鬣蜥 微型水黾机器人 洪灾救援 救生船舶 安全监控 水陆两栖巴士 外星勘探

基于水黾 基于皇冠鬣蜥 微型水黾机器人 救生船舶 水陆两栖巴士 洪灾救援 安全监控 外星勘探

水黾机器人的优势 体积小 A 重量轻 低成本 B E 基于水黾机器人的五大优势，它可 以用于水质勘探、水面救援、情报 收集、监视监听等多个方面并可以 大数目投入以保证其功能的稳定性。 C 低噪音 低能耗 D

D A B E C 低噪音 低能耗 低成本 体积小 重量轻 水黾机器人的优势 基于水黾机器人的五大优势，它可 以用于水质勘探、水面救援、情报 收集、监视监听等多个方面并可以 大数目投入以保证其功能的稳定性

仿生水黾在救生船舶方面的运用 9 基于水黾的几何特征与运动特征的抗风暴船时巧妙的 10 一负载自重比 设计了在水中的四个支撑片体，在提供浮力的同时也 0 可以提供一定的动力。在这一设想之中，大大改善了 麻 船舶的横摇稳定性，又由于水黾腿部结构的特殊性， 工 内基梅 哥伦比业 请华 李 哈尔滨 能使的这一仿生船型在风浪中不会倾覆，并且能都获 得相当高的速度。如果能够实现这一船型，其轻便灵 业大学 巧特性，配合海上救援梯队组合，那么将来在海上救 援方面能够带来巨大的飞跃。 图3。利用表面张力漂浮时可提供的负载自重比

仿生水黾在救生船舶方面的运用 基于水黾的几何特征与运动特征的抗风暴船时巧妙的 设计了在水中的四个支撑片体，在提供浮力的同时也 可以提供一定的动力。在这一设想之中，大大改善了 船舶的横摇稳定性，又由于水黾腿部结构的特殊性， 能使的这一仿生船型在风浪中不会倾覆，并且能都获 得相当高的速度。如果能够实现这一船型，其轻便灵 巧特性，配合海上救援梯队组合，那么将来在海上救 援方面能够带来巨大的飞跃

水陆两栖巴士 利用表面张力形成的浮力可以运用 于水陆两栖巴士，此种类型的巴士 在沿海海拔较低城市有很大的运用 空间。 随着全球变暖，海平面不断上升， 不少沿海城市都面临出行危机。水 陆两栖巴士成功解决了这一问题并 且可以缓解陆上交通压力

水陆两栖巴士 利用表面张力形成的浮力可以运用 于水陆两栖巴士，此种类型的巴士 在沿海海拔较低城市有很大的运用 空间。 随着全球变暖，海平面不断上升， 不少沿海城市都面临出行危机。水 陆两栖巴士成功解决了这一问题并 且可以缓解陆上交通压力

蜥蜴机器人 蜥蜴机器人相比水龟机器人而言隐蔽性较差 不能稳定的漂浮于水面之上，难以完成长时间 潜伏任务，但其高速的移动性和水陆两栖的能 力使得它有着不一样的发展空间。 首先就抗洪救灾而言，蜥蜴机器人能够在水面 快速移动，有利于及早确定落水者或被困者位 置以进行下一步救援行动。 在安全监控方面，同样是利用了蜥蜴机器人的 高机动性。在港口等重要地点，可以使用蜥蜴 机器人与水黾机器人组合的方式，联合两者的 隐蔽性与机动性

蜥蜴机器人 蜥蜴机器人相比水黾机器人而言隐蔽性较差， 不能稳定的漂浮于水面之上，难以完成长时间 潜伏任务，但其高速的移动性和水陆两栖的能 力使得它有着不一样的发展空间。 首先就抗洪救灾而言，蜥蜴机器人能够在水面 快速移动，有利于及早确定落水者或被困者位 置以进行下一步救援行动。 在安全监控方面，同样是利用了蜥蜴机器人的 高机动性。在港口等重要地点，可以使用蜥蜴 机器人与水黾机器人组合的方式，联合两者的 隐蔽性与机动性

外星勘探方向运用 虽然目前人类最想要探索的火星还没 有发现水的存在，但是蜥蜴机器人的 优势并不仅仅体现在水面上。在地形 复杂的丘陵地区及流质沙区，蜥蜴机 器人相比于利用轮胎前进的机器人拥 有极大的优势

外星勘探方向运用 虽然目前人类最想要探索的火星还没 有发现水的存在，但是蜥蜴机器人的 优势并不仅仅体现在水面上。在地形 复杂的丘陵地区及流质沙区，蜥蜴机 器人相比于利用轮胎前进的机器人拥 有极大的优势

应用要点 水黾与蜥蜴的灵活组合 在某些复杂环境下，完全靠水 黾或蜥蜴机器人中的一种可能 无法完成工作任务，灵活组合 才是王道。 01 02 载重与体积的矛盾 水黾机器人的载重与体积成正 相关，若想要携带足够多的设 卤 备，则在隐蔽性上势必要做出 一些牺牲

水黾与蜥蜴的灵活组合 在某些复杂环境下，完全靠水 黾或蜥蜴机器人中的一种可能 无法完成工作任务，灵活组合 才是王道。 载重与体积的矛盾 水黾机器人的载重与体积成正 相关，若想要携带足够多的设 备，则在隐蔽性上势必要做出 一些牺牲。 应用要点 01 02

Reference: 《基于表面张力的仿水黾机器人研究》张新彬哈尔滨工业大学 《冒险鸭水陆两栖巴士在青岛下水试航》 《世界首辆水陆两栖大巴开始试运营》 《仿生水黾在救生船舶中的应用研究初探》 边婷婷 《科学家设计6腿蜥蜴机器人有望用于勘测火星》 《皇冠鬣蜥的水上绝技》戈良国土资源部成都地质矿产研究所 《仿蜥蜴水上行走机器人特性研究与仿真》顾佳朋河北工业大学

Reference： 《基于表面张力的仿水黾机器人研究》张新彬 哈尔滨工业大学 《冒险鸭 水陆两栖巴士在青岛下水试航》 《世界首辆水陆两栖大巴开始试运营》 《仿生水黾在救生船舶中的应用研究初探》 边婷婷 《科学家设计6腿蜥蜴机器人 有望用于勘测火星》 《皇冠鬣蜥的水上绝技》 戈良 国土资源部成都地质矿产研究所 《仿蜥蜴水上行走机器人特性研究与仿真》顾佳朋 河北工业大学

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