TOP18【毕业设计】机器鱼本体及控制系统开发.doc文档免费在线阅读

该机器鱼长度约米，尾鳍可以旋转角度达到度。

如图和图机器鱼图机器鱼结构图英国大学机器鱼课题组于开始研制系列的机器鱼，主要工作集中在实现仿鱼游动，特别是非稳定游动方面。

该课题组的机器鱼主要集中在两个系列系列和系列。

其中系列均是采用多电机多关节的尾部结构，通过对多个电机进行协调控制，该机器鱼游动姿态和真鱼极其相似。

图为他们所设计的最新版机器鱼的实物图。

重庆大学本科学生毕业设计论文绪论图大学机器鱼图大学机器鱼而系列机器鱼则是采用单电机多关节的尾部结构，采用个参数的控制算法实现机器鱼的三维游动，如图。

长约，重约，平均前进速度约为，当采用度的击水角时，下潜速度为，上升速度为。

国内研究概况北京航空航天大学从年开始研究机器鱼，为国内最早。

年，为了进行新型水动力。

该鱼长度约米，鱼头部中有个电池组与个伺服电机。

另个伺服电机位于尾部。

通过使用木头做成个漂浮于水面的天线，可以与外界进行无线通信。

如图和图机器鱼图机器鱼转弯效果图年，他们设计出另软的聚合体材料制成，避免了水破坏脆弱内部零件的可能性。

由于材料透明，可以完全看到鱼体内部结构。

图最新机器金枪鱼日本国家海洋中心从年就开始设计机器鱼。

年，为了研究机器鱼的转弯原理，他们设计了结构图重庆大学本科学生毕业设计论文绪论机器金枪鱼的最新版本如图所示，这个新原型拥有柔软的身体，体内只装有台电机以及个移动部件，使其能够在更大程度上模拟真实鱼的移动。

由于身体完全由整块柔重约。

它的骨架由螺旋形玻璃纤维弹簧构成，这种柔性结构可以使抵抗游动时的撞击，而其强度又足以使其承受水压。

该机器鱼具有良好的加速能力。

如图和图机器金枪鱼图机器金枪鱼。

如图和图机器金枪鱼图机器金枪鱼结构图年，为了研究鱼的机动性和静止状态下的加速性，麻省理工学院又设计了的改进版。

鱼体长约米，于麻省理工学院，名为，是条机器金枪鱼。

该机器鱼长约，宽，高，由个零件组成。

它由六台无刷直流伺服电动机驱动，在处理器控制下，通过摆动躯体和尾鳍，游动速度可达，推进效率可达已经很长时间了，不过对于机器鱼实体的设计，还是从上世纪九十年代开始。

随着电子技术与材料科学的发展，机器鱼的设计也越来越成熟，以下做个简单的介绍。

国外研究概况世界上第条真正意义的机器鱼产生绪论娱乐方面，通过对外观进行包装，可以做出各种美丽的机器鱼，在水族馆中供人观赏，并且通过加入智能模块，实现自动巡游以及人鱼交互的功能，具有较大的娱乐与商业价值。

仿生机器鱼研究概况国内外开展机器鱼的研究螺旋桨的旋转机构，不容易被水草等障碍物缠住，更适合在水环境复杂的地方执行任务。

狭窄环境探测方面，由于机器鱼有更高的机动性，可以在狭窄的环境如管道中和缝隙中执行探测任务。

重庆大学本科学生毕业设计论文行效率高，在能源限制的情况下，以有限的能源能进行更大范围，更长时间的检测，如水质检测等。

生物观察方面，由于机器鱼噪声小，外形与真鱼相似，更容易接近水生生物，进行近距离的科学观察，同时，机器鱼不具有类似旋桨推进器在运行时会产生许多不必要的紊流，并产生许多空泡噪音扰动噪音。

由于仿生鱼类游动时有噪声低，尾流与真鱼相似的特点，不容易被对方声纳探测，使得仿生鱼具有较大的军事价值。

环境检测方面，由于机器鱼运弯时鱼类的转弯半径只有体长的，而普通螺旋桨推进系统要达到体长的倍。

由于鱼类的这些优越性，对于鱼类的仿生具有很大的研究与应用价值。

在应用方面，主要在以下方面有比较好的应用前景。

军事方面，螺桨推水机构。

在推进效率方面，金枪鱼在速度高达的情况下，推进效率达到，而相比之下，普通螺旋桨推进系统只有。

在机动性能方面，起动时，鱼类的加速度竟然可以达到倍重力加速度，远高于螺旋桨机构。

转类是水生生物，经过几亿年漫长的进化过程，形成了近乎完美的在水中行进的生理结构与运动模式。

鱼类就像极其出色的流体力学专家，通过恰当的利用流体力学原理，鱼类获得了极高的推进效率和机动性能，远高于普通的螺旋种叫做的机器鸟，它可以自主地启动飞翔和降落，灵活程度可以和真正的鸟相媲美。

它精简的材料和结构使得资源和能源的消耗降到最低，飞行效率远高于螺旋桨机构。

对于鱼类的仿生同样早已开始，鱼来越多的注意力被投到了仿生学上。

例如波士顿动力公司在美国军方的支持下研制出种机器狗，其稳定性以及方向感令人惊叹，可以处理战场上许多未知的挑战。

又如近日，德国科技公司费斯托的科学家发明了，就包括仿生学。

仿生学是上世纪六十年代出现的种边缘交叉科学。

它是由生命科学与工程技术相互交叉相互结合而成。

通过把生物学应用到工程系统中，仿生学对机器人学的研究与发展起到了巨大的推进作用，因此，越来，就包括仿生学。

仿生学是上世纪六十年代出现的种边缘交叉科学。

它是由生命科学与工程技术相互交叉相互结合而成。

通过把生物学应用到工程系统中，仿生学对机器人学的研究与发展起到了巨大的推进作用，因此，越来越多的注意力被投到了仿生学上。

例如波士顿动力公司在美国军方的支持下研制出种机器狗，其稳定性以及方向感令人惊叹，可以处理战场上许多未知的挑战。

又如近日，德国科技公司费斯托的科学家发明了种叫做的机器鸟，它可以自主地启动飞翔和降落，灵活程度可以和真正的鸟相媲美。

它精简的材料和结构使得资源和能源的消耗降到最低，飞行效率远高于螺旋桨机构。

对于鱼类的仿生同样早已开始，鱼类是水生生物，经过几亿年漫长的进化过程，形成了近乎完美的在水中行进的生理结构与运动模式。

鱼类就像极其出色的流体力学专家，通过恰当的利用流体力学原理，鱼类获得了极高的推进效率和机动性能，远高于普通的螺旋桨推水机构。

在推进效率方面，金枪鱼在速度高达的情况下，推进效率达到，而相比之下，普通螺旋桨推进系统只有。

在机动性能方面，起动时，鱼类的加速度竟然可以达到倍重力加速度，远高于螺旋桨机构。

转弯时鱼类的转弯半径只有体长的，而普通螺旋桨推进系统要达到体长的倍。

由于鱼类的这些优越性，对于鱼类的仿生具有很大的研究与应用价值。

在应用方面，主要在以下方面有比较好的应用前景。

军事方面，螺旋桨推进器在运行时会产生许多不必要的紊流，并产生许多空泡噪音扰动噪音。

由于仿生鱼类游动时有噪声低，尾流与真鱼相似的特点，不容易被对方声纳探测，使得仿生鱼具有较大的军事价值。

环境检测方面，由于机器鱼运行效率高，在能源限制的情况下，以有限的能源能进行更大范围，更长时间的检测，如水质检测等。

生物观察方面，由于机器鱼噪声小，外形与真鱼相似，更容易接近水生生物，进行近距离的科学观察，同时，机器鱼不具有类似螺旋桨的旋转机构，不容易被水草等障碍物缠住，更适合在水环境复杂的地方执行任务。

狭窄环境探测方面，由于机器鱼有更高的机动性，可以在狭窄的环境如管道中和缝隙中执行探测任务。

重庆大学本科学生毕业设计论文绪论娱乐方面，通过对外观进行包装，可以做出各种美丽的机器鱼，在水族馆中供人观赏，并且通过加入智能模块，实现自动巡游以及人鱼交互的功能，具有较大的娱乐与商业价值。

仿生机器鱼研究概况国内外开展机器鱼的研究已经很长时间了，不过对于机器鱼实体的设计，还是从上世纪九十年代开始。

随着电子技术与材料科学的发展，机器鱼的设计也越来越成熟，以下做个简单的介绍。

国外研究概况世界上第条真正意义的机器鱼产生于麻省理工学院，名为，是条机器金枪鱼。

该机器鱼长约，宽，高，由个零件组成。

它由六台无刷直流伺服电动机驱动，在处理器控制下，通过摆动躯体和尾鳍，游动速度可达，推进效率可达。

如图和图机器金枪鱼图机器金枪鱼结构图年，为了研究鱼的机动性和静止状态下的加速性，麻省理工学院又设计了的改进版。

鱼体长约米，重约。

它的骨架由螺旋形玻璃纤维弹簧构成，这种柔性结构可以使抵抗游动时的撞击，而其强度又足以使其承受水压。

该机器鱼具有良好的加速能力。

如图和图机器金枪鱼图机器金枪鱼结构图重庆大学本科学生毕业设计论文绪论机器金枪鱼的最新版本如图所示，这个新原型拥有柔软的身体，体内只装有台电机以及个移动部件，使其能够在更大程度上模拟真实鱼的移动。

由于身体完全由整块柔软的聚合体材料制成，避免了水破坏脆弱内部零件的可能性。

由于材料透明，可以完全看到鱼体内部结构。

图最新机器金枪鱼日本国家海洋中心从年就开始设计机器鱼。

年，为了研究机器鱼的转弯原理，他们设计了。

该鱼长度约米，鱼头部中有个电池组与个伺服电机。

另个伺服电机位于尾部。

通过使用木头做成个漂浮于水面的天线，可以与外界进行无线通信。

如图和图机器鱼图机器鱼转弯效果图年，他们设计出另款机器鱼主要面向高性能实验平台和多功能应用，如图和所示。

长，最大速度为，有两个关节，使用升降舵实现上浮和下潜运动。

该样机采取了模块设计的概念，分为以下几个模块电源模块动力模块通信模块控制模块，传动模块。

重庆大学本科学生毕业设计论文绪论图机器鱼图机器鱼结构图日本国家海洋中心的最新研究是，是为了研究快速上浮下潜运动而设计的。

它采用了种全新的上浮下潜原理，通过改变尾部的倾角方向实现矢量推进。

该机器鱼长度约米，尾鳍可以旋转角度达到度。

如图和图机器鱼图机器鱼结构图英国大学机器鱼课题组于开始研制系列的机器鱼，主要工作集中在实现仿鱼游动，特别是非稳定游动方面。

该课题组的机器鱼主要集中在两个系列系列和系列。

其中系列均是采用多电机多关节的尾部结构，通过对多个电机进行协调控制，该机器鱼游动姿态和真鱼极其相似。

图为他们所设计的最新版机器鱼的实物图。

重庆大学本科学生毕业设计论文绪论图大学机器鱼图大学机器鱼而系列机器鱼则是采用单电机多关节的尾部结构，采用个参数的控制算法实现机器鱼的三维游动，如图。

长约，重约，平均前进速度约为，当采用度的击水角时，下潜速度为，上升速度为。

国内研究概况北京航空航天大学从年开始研究机器鱼，为国内最早。

年，为了进行新型水动力布局的游动稳定性研究，确定尺寸和速度的关系，北航机器人研究所研