江苏开放大学机械设计制造及其自动化本一款仿鳗鱼机器人的设计研究

摘 要

 

为满足人们对越来越多，越钻越深的海底能源的需求，国内外专家和学者对水下仿生机器人的开发进行了大量的研究，其中，具有非常好的适应性和机动性的软体仿生机器鱼成为了研究的重点。仿鳗鱼机器人作为一种典型的机器鱼的构型形式，其独特的躯体形态和摆动方式可以使其拥有在狭小的，复杂的空间内具有非常好的机动性和作业能力。传统的仿鳗鱼机器人由于关节均为硬关节，使得鱼类不能很好的弯折，而完全由软机构构成的鱼体又使机器人难以获得足够的推进效率，对此，本论文提出了一种刚柔结合型的仿鳗鱼机器人，利用刚性关节的主动控制和软机构关节的随动，产生更加有效的波动。本文首先根据鳝鱼的生物学特点和波浪状的摆动产生的力分析并建立关节控制方程，以此作为后续样机设计的理论基础。再根据运动机制来确立基本的设计参数，包括舵机驱动结构，软质驱动部分，首部软组织和鱼尾构造，然后进行重心校对，最终的仿真模拟以及试验表明，该研究出的机器人在身体上形成的波动更加连贯，姿态也很好的像真正的鳝鱼靠拢。具有较好的仿生性以及综合性的机动性能。

 

关键词：刚柔复合；仿鳗鱼机器人；数值模拟；推进性能

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