鳄鱼是一种十分古老的两栖动物,其环境适应性很强,能在陆地、沼泽以及水中运动自如。针对石油管道等其他工业管道的清洗困难以及目前世界各海洋强国对仿两栖机器人研究的趋势,本文以鳄鱼为生物原型,设计出了一个环境适应性强、结构简单、性能可靠、并具有灵活运动能力的仿生机器鳄,从而为管道清理、环境取样、海底探测等提供基础应用平台。首先,本文介绍了课题的来源、研究目的及意义,指出了仿生机器鳄研究的必要性和重要性,并分析了目前国内外仿生机器人的研究状况和存在的不足。然后对鳄鱼的身体结构特点和运动特点进行了分析,提出了机器鳄的总体设计方案。在确定了总体方案以后,文中确定了机器鳄的主体结构尺寸和各驱动电机、减速机构以及其他传动部件的型号和结构参数,并给出了机器鳄整体和各关键机构的三维结构图,分析了它们的工作原理。为了增强仿生机器鳄运动的灵活性,在仿生的基础上,本文采用了四足式关节型移动机构。每个关节的运动都由一个驱动电机来驱动,各驱动电机置于机体和各运动腿的内部,从而使得整体的结构紧凑美观。在运动的过程中,通过各驱动电机的相互配合控制,将动力通过直齿锥齿轮传动机构使各关节的转角发生变化,从而改变机器鳄的运动姿态。为了保证此仿生机器鳄的运动性能,本文随后对其处于摆动相的腿进行了运动学正问题分析。采用D-H坐标系法建立了各关节处的坐标系,建立了腿部运动的数学模型,从而解得了摆动腿足端的位置和各关节处的速度、加速度与关节旋转角度之间的关系。机器鳄的稳定运动是本文研究的重点。为了获得稳定的运动,本文对常见的机器人运动步态进行了比较分析,确定了仿生机器鳄的步态形式,并对机器鳄的直线行走步态和定点转弯步态进行了规划。根据运动学分析中得到的足端位置方程,再采用多项式拟合的方法在Matlab软件中进行仿真,从而得出了机器鳄运动过程中的足端轨迹。最后,本文对此机器鳄研究过程中的主要工作和研究内容进行了总结,并对今后的研究方向做出了展望。