摘要：为探测煤矿井下透水时被困人员的位置和井下环境信息,便于井下透水事故被困人员的营救,该文研究了电磁舵机驱动的机器鱼。根据仿生学原理设计了机器鱼的形体参数;通过对机器鱼在水下的受力分析,确定了电磁舵机的扭矩,并在此基础上选定了电磁舵机的参数;设计了机器鱼实现直线巡游和转弯的控制系统;最后通过实验验证了电磁舵机驱动机器鱼游动的可行性。

摘要：每年都有大量海洋动物因为塑料而死亡,有的动物甚至因此濒临灭绝。海洋里的垃圾越来越多,不仅破坏了海洋生态环境,也威胁了人类健康。我想设计出一种垃圾清理机器鱼,把它投放到海洋中,它能"吃掉"垃圾,释放出氧气,优化水质,成为海洋生物们的好朋友。

摘要：鱼类尾鳍的动力学问题已经得到广泛研究,但是在进行尾鳍推进器的设计时,还缺乏一种简单有效的设计和估算方法,将尾鳍的运动参数与推力、效率联系起来;在观测和分析尾鳍流场的基础上,研究了2自由度尾鳍推进器的流场结构和推力形成原因;将理想推进器理论应用于尾鳍推进器的推力和效率计算,提出了射流及其诱导速度的量化假设,建立了推力、效率与运动参数、斯特劳哈尔数之间的函数关系;运用该函数对海洋动物的典型运动状态进行了估算,估算结果与动物观测现象基本吻合,该方法在机器鱼模型设计中得到了应用和验证。

摘要：针对目前国内外在仿生波动鳍推进装置方面研究的不足,提出了一种模块化波动鳍推进器设计方案.该系统由圆筒形腔体和长鳍组成,长鳍上包含有12根鳍条,并通过柔性薄膜连接.在长鳍波动运动学分析基础上设计了其控制系统和运动控制策略,研制原理样机实现了对长鳍上鳍面波频率、幅值、偏置角、波长、传播方向的实时控制.实验结果表明:研制的波动鳍推进器通过调整参数能实现各种波形的运动,水下实验表明波动鳍推进器能稳定地在水中游动.

摘要：具有嵌入式视觉的仿生机器鱼的摄像头往往安装在头部,为了获取稳定的图像数据,研究了游动过程中头部的平稳性控制问题.首先,基于牛顿-欧拉方法对仿生机器鱼的水动力学进行建模.然后,基于动力学模型,比较了两种鱼体波模型下的机器鱼头部摆动情况.进一步地采用遗传算法对输入到运动关节的参数进行优化,实现机器鱼头部的最小摆动.最后,在自主设计的具有嵌入式视觉的仿生机器鱼上进行了实验.结果表明,在平稳性控制后,头部的摆动幅度明显减小,采集到的图像的稳定性与连续性有较大改进,但游动速度有所降低.该方法为基于嵌入式视觉的运动控制与任务执行提供了有效保障.

摘要：模仿金枪鱼的摆尾推进方式,制作了单尾仿生机器鱼.实验测量了机器鱼的航行速度、阻力和系泊状态时尾鳍摆动产生的推力.针对单尾鳍摆动存在的机器鱼的摇艏问题,进一步设计出双尾鳍仿鱼推进器,并将其应用于小水线面双体船,制作了仿生双尾推进的实验平台.在水池中进行了实验研究,结果表明:仿生双尾推进不仅解决了单尾机器鱼游动时的鱼体晃动问题,而且还具有优良的推进效率和操纵性能.作为一种新型的仿生推进器,仿生双尾推进具有广阔的工程应用前景.

摘要：针对单尾鳍摆动存在的机器鱼的摇艏问题,设计出双尾鳍仿鱼推进器,并将其应用于小水线面双体船,制作了仿生双尾推进的实验平台,在水池中进行了双尾推进试验研究。结果表明:双尾推进作为一种新型的仿生推进器,不仅解决了单尾机器鱼游动时鱼体的晃动问题,而且还具有优良的推进和操纵性能。笔者还采用计算流体力学软件FLUENT计算摆动尾鳍非定常流动的流场特性,结合单尾鳍和双尾鳍的不同流场特性分析了双尾鳍在摆动过程中的相互干扰问题,通过尾鳍流场的数值模拟,表明仿生双尾推进器的两个尾鳍在低频摆动时其相互干扰是有利干扰。

摘要：机器鱼由3个箱体组成,它在液体环境中做往复摆动时,箱体良好的密封性是保证其完成工作的首要条件。通过对O形橡胶圈的密封设计原理的分析,设计一种适用于机器鱼箱体静密封结构,并通过有限元分析验证了其合理性。结果表明:设计的橡胶圈具有良好的变形,与端盖及箱体有足够的接触面积;橡胶圈和沟槽及端盖接触部分接触压力分布相对比较均匀,能够达到密封效果。

摘要：水下机器人由于工作环境的特殊性,导致其通信困难.文章首先设计一套水下电场通信系统,并且将此通信系统集成到仿生机器鱼上.值得注意的是,它解决了多个水下机器人在传统的的通信方式下不能正常通信的问题.其次,针对电流场的物理特性设计了一系列的实验来验证理论的可行性,引入误码率(BER)来评估通信系统的稳定性.最后,通过外部发射装置并应用水下电场通信系统来控制机器鱼的各种游动模态.该通信系统在水下机器人的近距离通信中有很好的应用前景.

摘要：为实现利用机器鱼进行自主水下生态环境监测、资源勘查和军事侦察等目标,选择了集高效性、高机动性和高稳定性于一体的鲫鱼作为仿生对象.基于鲫鱼形态、骨骼结构和运动学的研究基础,运用仿生学工程原理,开发了高性能的仿生机器鲫鱼模型.详细分析了仿生鲫鱼的设计原理,给出仿生鲫鱼的运动学方程,实验揭示了仿生鲫鱼频率、波幅、波长和相邻关节间的相位差等运动学参数对游动速度的影响规律.通过研究发现:仿生鲫鱼能够有效地在水中游动,游动速度随频率的增加而增加,到频率为1.58 Hz左右的时候,游速达到最大值0.48 BL/s,随后随频率的增加游速反而降低.随着波幅的增大,机器鲫鱼的游动速度明显增加,当波幅达到6.3 cm时,游速达到最大值0.43 BL/s,但之后游速反而略有下降.实验范围内,波长对推进速度的影响基本上是随波长增加而增加.游动速度一开始随相邻关节相位差的增大而增加,到相邻关节相位差为78°左右的时候,游速达到最大值0.35 BL/s,随后游速反而下降.研究结果可为今后研制高性能的仿生水下推进器提供理论和实验方法上的参考.