摘要
针对尾鳍摆动仿生机器鱼游动迟缓、姿态不稳定的问题,文中提出一种胸尾鳍联动的仿生机器鱼,实现了仿生机器鱼外部轮廓、内部布局设计,提出了仿生机器鱼运动控制系统,为仿真和实验提供硬件基础;改进了仿生机器鱼运动学模型,提出了水动力学仿真中鱼体轮廓改变的运动函数;基于仿生机器鱼游动水动力学仿真分析,得到最优运动参数以及最优运动参数下的应力、流速、涡情况;采用仿真最优胸尾鳍运动幅度结果,改变胸尾鳍运动频率,设计实验研究了仿生机器鱼游动水动力学性能.仿真结果表明,以尾鳍摆动幅度 72 mm、胸鳍转动角度水平正负 45°、胸尾鳍运动频率均为 3 Hz等运动参数进行仿真,无胸鳍辅助游动的推进力为2 N,有胸鳍辅助游动的推进力为 2.6 N;实验分析结果表明,以最佳运动参数实验,无胸鳍辅助游动的推进力为 1.57 N,有胸鳍辅助游动的推进力为 2.57 N.仿真和实验均说明,有胸鳍辅助鱼体游动的推进力更大.
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