换一批
换一批摘要随着信息化、工业化不断融合，以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起，成为现时代科技创新的一个标志。仿生机器鱼具有高速、高效率、机动性、低噪音等特点，其技术在水下应用，逐渐成为海洋资源开发工具，对水下机器人的研究具有重要的现实意义和直接的军事价值。本文通过对MPF推进模式和BCF推进模式的研究，设计了一款二自由度划水模式胸鳍和三关节柔性尾鳍协同推进的仿生鳕鱼机器鱼，通过建立水动力学模型、数值分析以及实验验证，确定了直游、倒退、转弯、停车的游动模态，具体内容如下：<br> (1)完成了仿生机器鱼二自由度胸鳍、三关节柔性身体及尾鳍机构、以及控制系统的设计。结合多鳍拍动MPF推进模式和BCF推进模式的优点，完成了能够实现前后拍翼、摇翼运动，以及两者复合运动的二自由度划水模式胸鳍推进机构设计，以及三关节柔性身体及尾鳍机构的设计。根据形态仿生以及水动力学对鱼体的要求，进行了鱼体外壳设计，并完成了样机的加工及调试。<br> (2)完成了仿生机器鱼水动力学建模以及水动力学分析。根据仿生机器鱼划水模式胸鳍、三关节柔性尾鳍以及MPF/BCF协同推进结构和运动的特点，综合考虑流体力学因素，分别建立了仿生机器鱼二自由度胸鳍推进及三关节柔性身体及尾鳍推进的水动力学模型，并利用微元分析法给出了仿生机器鱼身体、胸鳍、尾鳍等的受力情况，最终确定了仿生机器鱼的水动力学方程。<br> (3)通过数值分析、实验验证方法确定了仿生机器鱼直线游动、倒退、转弯、停车等模态。利用水动力学方程，通过数值仿真分析，分别确定实现上述游动模态的水动力学条件，结合实验结果确定各游动模态的最终形式。
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