復雜仿生撲翼型機器魚的推進機構與運動研究

機械論文編號:JX093  附開題報告,答辯PPT,答辯三維圖,設計圖,說明書,文獻綜述,字數:22858.頁數:45     

目錄
一、摘  要|
二、仿生撲翼型機器魚的特點………………………………4
三、課題研究背景及意義……………………………………7
四、機器魚的發展概況………………………………………8
4.1．國外研究現狀……………………………………………8
4.2.國內發展概況……………………………………………10
五、未來發展趨勢：…………………………………………12
六、機器魚研究的技術難點…………………………………13
生物魚的結構及其推進原理…………………………14
7.1.生物魚的結構及其對應的作用………………………14
7.2游動中的受力分析……………………………………14
7.3.推力產生方式和分析……………………………………16
八、由生物魚到撲翼型仿生機器魚…………………………15
九、主要研究內容及創新……………………………………17
9.1.撲翼驅動機構設計方案分析……………………………17
9.1.1撲翼驅動機構的特點及分類……………………………17
9.1.2撲翼驅動機構的限制條件…………………………………18
9.2.基于連桿機構的撲翼驅動機構的設計……………………18
9.2.1驅動機構的設計原則…………………………………………18
9.2.2撲翼驅動機構的設計原則………………………………18
9.2.3.實現的方案和優缺點………………………………………19
9.2.4.方案的比較…………………………………………21
9.3.仿生撲翼翼的方案設計和比較…………………………22
9.3.1仿生撲翼的方案設計…………………………………22
9.3.2撲翼翅型的比較……………………………………23
9. 3. 3. 對撲翼幾何外形和結構因素的考慮……………………24
9.3.4.創新設計的撲翼結構…………………………………24
9.3.5.翼形和材料…………………………………………25
9.3.6.翼尺寸的設計………………………………………………25
9.4尾鰭的設計………………………………………………26
9.4.1尾鰭運動………………………………………………26
9.4.2.尾流及結構……………………………………………28
9.4.3.尾鰭形狀………………………………………………29
9.4.4機動性能………………………………………………30
9.4.5.影響推進力的因素……………………………………31
9.4.6.物理模型簡化…………………………………………32
9.5.柔性連接的實現：…………………………………………32
9.5.1對魚高效運動效率的生物分析…………………………32
9.5.2彈性元件提高推進效率的基本原理………………………33
9.5.3.尾部總結：……………………………………………33
十、仿生機器魚的沉浮實現分析……………………………35
10.1.生物魚的沉浮原理………………………………………35
10.2.創新設計的沉浮舵………………………………………35
十一、仿生機器魚的方向實現分析…………………………35
11.1.生物魚的變向原理………………………………………35
11.2.回轉的實現和方向的控制………………………………35
十二、外形的設計……………………………………………36
12.1外形的設計的參考依據……………………………………36
12.2.外形設計的分類………………………………………………36
12.3魚體外形的創新設計…………………………………………38
十三、密封性的考慮…………………………………………38
十四、動力的選取………………………………………………39
十五、參考文獻：……………………………………………40
十六、設計總結………………………………………………42

摘  要
   仿生機器魚技術是近年來水下機器人領域研究的熱點之一，它為研制高效、高機動性和低噪聲的水下運載器提供了新的思路．本文介紹了仿生機器魚具有效率高 、機動性好 、噪音低 、對環境擾動小的特點和幾種分類方法 ，以及國內外在魚類推進機理和仿生機器魚研制方面的成果和現狀 ，在此基礎上分析了機器魚研究的主要內容 ：仿生機器魚機械結構 、仿生機器魚游動的推進機構 、魚類推進理論及仿生機器魚的系統設計研究等方面的客觀規律.重點敘述 了機器魚系統設計中的機械結構設計。
此外，因為本論文是撲翼仿生型機器魚。所以要聯系撲翼型研究。仿生撲翼機構的設計以實現像昆蟲的撲翼形式為目標，通過仿生學與工程實際相結合，將昆蟲復雜的撲翼運動分解為平扇與翻轉兩個基本動作，同時這兩個自由度必須協調運動．仿生撲翼機構主要包括并聯的兩組曲柄搖桿機構，由直流伺服電機作為驅動，將曲柄的連續旋轉輸入轉換為翅膀的平扇與翻轉兩自由度復合運動輸出．然后選擇合理的撲翼機構幾何參數及齒輪副的傳動比構筑撲翼機構樣機，實現了預期的撲翼形式．
關鍵詞：機器魚；舵機；仿生機構；撲翼；仿生機器魚；推進機理；仿生機構；