隨著信息化、工業(yè)化不斷融合,以機器人科技為代表的智能產(chǎn)業(yè)蓬勃興起,成為現(xiàn)時代科技創(chuàng)新的一個標(biāo)志。仿生機器魚具有高速、高效率、機動性、低噪音等特點,其技術(shù)在水下應(yīng)用,逐漸成為海洋資源開發(fā)工具,對水下機器人的研究具有重要的現(xiàn)實意義和直接的軍事價值。本文通過對MPF推進模式和BCF推進模式的研究,設(shè)計了一款二自由度劃水模式胸鰭和三關(guān)節(jié)柔性尾鰭協(xié)同推進的仿生鱈魚機器魚,通過建立水動力學(xué)模型、數(shù)值分析以及實驗驗證,確定了直游、倒退、轉(zhuǎn)彎、停車的游動模態(tài),具體內(nèi)容如下:（1）完成了仿生機器魚二自由度胸鰭、三關(guān)節(jié)柔性身體及尾鰭機構(gòu)、以及控制系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)合多鰭拍動MPF推進模式和BCF推進模式的優(yōu)點,完成了能夠?qū)崿F(xiàn)前后拍翼、搖翼運動,以及兩者復(fù)合運動的二自由度劃水模式胸鰭推進機構(gòu)設(shè)計,以及三關(guān)節(jié)柔性身體及尾鰭機構(gòu)的設(shè)計。根據(jù)形態(tài)仿生以及水動力學(xué)對魚體的要求,進行了魚體外殼設(shè)計,并完成了樣機的加工及調(diào)試。（2）完成了仿生機器魚水動力學(xué)建模以及水動力學(xué)分析。根據(jù)仿生機器魚劃水模式胸鰭、三關(guān)節(jié)柔性尾鰭以及MPF/BCF協(xié)同推進結(jié)構(gòu)和運動的特點,綜合考慮流體力學(xué)因素,分別建立了仿生機器魚二自由度胸鰭推進及三... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 魚類游動機理研究
    1.3 仿生機器魚研究現(xiàn)狀的分析
    1.4 本課題研究內(nèi)容
2 MPF/BCF協(xié)同推進仿生機器魚設(shè)計
    2.1 魚類推進機理及推進模式
        2.1.1 魚類形態(tài)描述及推進模式分類
        2.1.2 MPF推進模式和BCF推進模式的對比分析
        2.1.3 MPF推進模式分類
    2.2 仿生機器魚結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.1 仿生機器魚的外形設(shè)計
        2.2.2 仿生機器魚胸鰭推進機構(gòu)設(shè)計
        2.2.3 仿生機器魚尾鰭推進機構(gòu)設(shè)計
        2.2.4 仿生機器魚魚殼以及密封裝置的設(shè)計
    2.3 仿生機器魚控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
3 仿生機器魚運動建模以及直游模態(tài)機理分析
    3.1 仿生機器魚運動建模
    3.2 仿生機器魚胸鰭推進模式直游機理分析
        3.2.1 胸鰭推進機構(gòu)運動分析
        3.2.2 仿生機器魚胸鰭運動學(xué)模型分析
        3.2.3 仿生機器魚胸鰭推進直游模態(tài)動力學(xué)分析
        3.2.4 仿生機器魚胸鰭推進模式直游模態(tài)仿真
        3.2.5 仿生機器魚胸鰭推進模式直游模態(tài)實驗
    3.3 仿生機器魚尾鰭推進模式機理分析
        3.3.1 仿生機器魚體波模型建立及分析
        3.3.2 仿生機器魚尾鰭推進模式直游模態(tài)仿真及實驗
    3.4 仿生機器魚倒游與停車模態(tài)分析
        3.4.0 仿生機器魚倒游運動分析
        3.4.1 仿生機器魚倒游運動實驗
        3.4.2 仿生機器魚停車運動分析及實驗
    3.5 本章小結(jié)
4 仿生機器魚轉(zhuǎn)彎運動機理分析
    4.1 仿生機器魚胸鰭轉(zhuǎn)彎運動模態(tài)建模
        4.1.1 仿生機器魚轉(zhuǎn)彎運動坐標(biāo)系
        4.1.2 仿生機器魚體的質(zhì)心和轉(zhuǎn)動慣量
    4.2 仿生機器魚雙側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎運動機理分析
        4.2.1 仿生機器魚雙側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎運動建模
        4.2.2 仿生機器魚雙側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎阻力矩
        4.2.3 仿生機器魚雙側(cè)胸鰭旋轉(zhuǎn)力矩
        4.2.4 仿生機器魚雙側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎模態(tài)仿真
    4.3 仿生機器魚單側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎機理分析
    4.4 仿生機器魚單側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎模態(tài)仿真
    4.5 仿生機器魚三關(guān)節(jié)柔性尾鰭轉(zhuǎn)彎模態(tài)仿真
    4.6 轉(zhuǎn)彎實驗分析
        4.6.1 仿生機器魚單側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎實驗
        4.6.2 仿生機器魚雙側(cè)胸鰭轉(zhuǎn)彎實驗
        4.6.3 仿生機器魚尾鰭轉(zhuǎn)彎實驗
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3689503