本文關(guān)鍵詞：尾擺式推進系統(tǒng)理論及實驗研究

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【摘要】：從上世紀(jì)五六十年代以來,海洋開發(fā)為仿魚推進的研究與發(fā)展注入了強勁的動力。隨著我國海洋戰(zhàn)略的提出,水面/水下推進系統(tǒng)方面的研究力度日益深入。與現(xiàn)有的螺旋槳推進方式相比,魚類出色的游動能力引起了國內(nèi)外學(xué)者廣泛的關(guān)注。尾擺式推進作為仿魚推進的一種主要推進模式,其推進力大、推進效率高以及易于推廣應(yīng)用的游動特點使其成為仿魚推進領(lǐng)域的研究熱點。本文以尾擺式推進方式中最具代表性的涻科模式為仿生對象,基于直線型內(nèi)擺線行星輪系的運動特點,從易于推廣應(yīng)用的運動和傳動集成角度開展尾擺式推進系統(tǒng)的樣機制作及實驗研究,具體的研究內(nèi)容包括以下幾點工作:1、基于電機+機械傳動裝置實現(xiàn)易于推廣的尾擺式推進仿生原理,在對涻科魚類的觀測和分析研究基礎(chǔ)上,結(jié)合黑箱設(shè)計方法,提出了以直線型內(nèi)擺線行星輪系實現(xiàn)仿涻科魚類游動的設(shè)想;在雙關(guān)節(jié)尾鰭平面復(fù)合運動特點的基礎(chǔ)上,結(jié)合平面連桿機構(gòu)構(gòu)成運動三角形,通過和活魚的尾鰭運動相擬合,設(shè)計了基于直線型內(nèi)擺線行星輪系的雙關(guān)節(jié)尾擺式推進系統(tǒng)。2、根據(jù)直線型內(nèi)擺線尾擺式推進系統(tǒng)的設(shè)計方案,開展該尾擺推進系統(tǒng)樣機的開發(fā),主要包含推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)控制研究。在推進系統(tǒng)的機構(gòu)原理基礎(chǔ)上,完成推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維造型,采用運動仿真初步檢驗結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性;針對尾擺式推進系統(tǒng)的驅(qū)動方式,開展基于QZ-DCC9010直流伺服電機控制器的硬件電路設(shè)計;在結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上,最終完成推進系統(tǒng)的樣機設(shè)計與制造。3、涻科尾鰭推進力的來源主要有升力作用、尾渦作用和前緣吸力,并針對各個來源,建立了相應(yīng)的計算模型。根據(jù)涻科尾鰭在擺動過程的動力學(xué)分析,設(shè)計并制作了自由移動擺動實驗平臺,設(shè)計了模擬水流的室內(nèi)回流水箱,調(diào)試了實驗裝置,完成了直線型內(nèi)擺線尾擺推進系統(tǒng)的實驗設(shè)計和實驗規(guī)劃。4、在設(shè)計的實驗平臺上,針對影響尾擺式推進系統(tǒng)性能的主要參數(shù),開展適合尾擺式推進系統(tǒng)和自由移動擺動實驗平臺的對比試驗,并完成對實驗數(shù)據(jù)的細(xì)致分析,尋找尾擺式推進系統(tǒng)的最優(yōu)運動參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.3

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本文編號：1302556