仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)、控制與自主避障研究.pdf

1、仿生機(jī)器魚是當(dāng)前仿生機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).魚類特殊的游動(dòng)方式,為研究高性能的水下推進(jìn)器提供了新思想.仿生機(jī)器魚的研制是一個(gè)多學(xué)科交叉問題.在國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)機(jī)器人技術(shù)主題項(xiàng)目"多微小型仿生機(jī)器魚鮮體協(xié)作與控制的研究"的支持下,該文從多關(guān)節(jié)仿生機(jī)器魚的設(shè)計(jì)、上浮下潛實(shí)現(xiàn)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù),以及裝備傳感器的機(jī)器魚系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多方面開展研究工作.在借鑒國內(nèi)外研究工作的基礎(chǔ)上,根據(jù)魚類游動(dòng)的特點(diǎn),提取魚類的形體參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù),

2、簡化并改進(jìn)了鲹科魚類的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型.同時(shí),根據(jù)實(shí)際元器件和實(shí)現(xiàn)方法的約束,對(duì)機(jī)器魚進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),開發(fā)了多關(guān)節(jié)仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)平臺(tái),并且通過機(jī)器魚樣的研制驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)軟件的有效性.為了實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器魚的上浮下潛運(yùn)動(dòng),針對(duì)已有的機(jī)器魚樣機(jī),在綜合比較多種方案基礎(chǔ)上,采用附加胸鰭方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器魚的上浮下潛運(yùn)動(dòng)控制.根據(jù)流體力學(xué)分析設(shè)計(jì)了仿生胸鰭,確定了幾何參數(shù).同時(shí),對(duì)機(jī)器魚水下運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了探討,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了機(jī)器魚樣機(jī)設(shè)計(jì)方案的有效