摘要：该文基于鲹科鱼的推进模式和鱼鳍模块化设计了一款结构紧凑、成本低廉、高效游动的小型单关节仿生机器鱼,其胸鳍、腹鳍和尾鳍拆装方便。此外,该文对仿生机器鱼的直线推进、静止转弯、鱼头稳定性进行了水下实验,研究了胸鳍和腹鳍对游动性能的影响。在样机游动测试中,该文利用一台高速相机和一面平面镜构建了一个记录机器鱼运动的“双目视觉系统”,可对鱼头最前端和质点上方两处标记点进行追踪,并可记录三维位置信息,这为机器鱼的游动性能、姿态变化和头部稳定性的定量分析提供参考。结果表明:机器鱼的直线推进和转弯性能较好;在稳定性实验中,配备胸鳍和腹鳍的机器鱼在低频游动时,头部稳定性更优,而在高频游动时,未显示出优势,这与自然界中鱼类在高频游动时除尾鳍外的各种鳍紧贴身体的现象一致。

摘要：以鲹科加新月形尾鳍推进模式鱼类的仿生学研究成果为基础,采用模块化设计思想,设计了新型两关节仿生机器鱼"HRF-II",其尾部模块采用单电机驱动,易于实现尾部运动参数的调整;其升潜模块采用吸排水实现机器鱼升潜.对仿生机器鱼直线推进、转向、升潜和逆向游动的动作进行了水下实验.实验结果表明"HRF-II"具备良好的推进特性和升潜特性,并且实现了逆向游动.

摘要：通过对水下机器人的结构设计。对耐压电子舱的耐压性进行了理论值校核和仿真实验,求出了耐压电子舱的在水下所受的应力。在控制原理中,介绍了总体的运动控制总体框架图,并对BeagleBoard驱动功率器件和ArduinoMega2560控制器进行了选择和参数分析。分析了CSMA/CD技术局域网控制,采用CSMA/CD技术局域网,通过控制器,改变电脑无线网的IP设置和子网掩码,实现对水下机器人的运动控制,界面简单,操作方便。针对设计图对实物进行了制造,在制造的过程中,介绍了水下水下照明灯的选型、摄像头视角转换功能原理与设计方法及摄像头的选型及制造装配。采用了激光测距技术,利用脉冲法原理方便测量水下机器人和水下生物之间的距离。最后对制造出的水下机器人进行了水下运动和拍摄实验,运动状态良好,拍摄的水下画面清晰且视角灵活。

摘要：双叶片半转叶轮水轮机是一种升阻复合新型垂直轴水轮机,水动力性能优劣直接影响着其工程应用价值。本文首先介绍了双叶片半转叶轮水轮机工作原理,分析了主要性能参数与实验参数的关系;在水轮机样机制造和水下实验平台设计的基础上,开展了水轮机低速启动性能测试、不同流速下获能效率测试以及获能效率稳定性测试等水下实验项目,并将水下实验与数值模拟进行结果对比分析。实验结果表明:双叶片半转叶轮水轮机在低流速(0.5 m/s)下依然保持良好的启动特性,来流速度对水轮机获能效率影响较小,最佳负载下水轮机平均获能效率可达46%,明显高于传统垂直轴水轮机获能效率;提高能量输出稳定性是该水轮机设计研究下一步需要努力的方向。