仿魚(yú)鰭條二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、鑒于仿生機(jī)器魚(yú)在能源利用率與水下運(yùn)動(dòng)能力上的優(yōu)越表現(xiàn)，在擴(kuò)容海軍裝備和探索海洋資源方面都有廣闊發(fā)展前景，未來(lái)潛在商業(yè)價(jià)值不可估量。本文通過(guò)對(duì)大量機(jī)器魚(yú)文獻(xiàn)的分析和概括，以增強(qiáng)MPF模式機(jī)器魚(yú)機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性為研究目標(biāo)，以改善波動(dòng)鰭空間運(yùn)動(dòng)能力為手段，從增強(qiáng)鰭條空間運(yùn)動(dòng)維度出發(fā)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)二維運(yùn)動(dòng)的仿魚(yú)鰭條機(jī)構(gòu)。本文主要完成以下工作：
　　（1）從仿生學(xué)角度建立生物鰭條運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。探究尼羅河魔鬼魚(yú)背鰭肌的內(nèi)在作用機(jī)制和運(yùn)動(dòng)原理，揭示促使

2、生物鰭條實(shí)現(xiàn)二維運(yùn)動(dòng)的根本原因，根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法建立任意時(shí)刻生物鰭條空間運(yùn)動(dòng)位置和姿態(tài)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真。
　?。?）基于 TRIZ原理設(shè)計(jì)仿魚(yú)鰭條二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本文引入 TRIZ創(chuàng)新設(shè)計(jì)技法，從探究二維運(yùn)動(dòng)本質(zhì)屬性出發(fā)，基于空間分離原理得到仿魚(yú)鰭條二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)模型，規(guī)劃出仿魚(yú)鰭條二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本功能組成模塊，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)，然后對(duì)初步機(jī)構(gòu)中存在的性能缺陷進(jìn)行歸納分析，運(yùn)用矛盾沖突理論對(duì)內(nèi)部沖突問(wèn)題予

3、以解決，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)仿魚(yú)鰭條結(jié)構(gòu)和仿魚(yú)鰭條二維運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
　　（3）對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行功能與性能仿真分析。在虛擬樣機(jī)仿真環(huán)境下，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的仿魚(yú)鰭條二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能實(shí)現(xiàn)性，繪制了仿魚(yú)鰭條擺動(dòng)調(diào)幅特性曲線。從動(dòng)力學(xué)角度驗(yàn)證分析仿魚(yú)鰭條兩個(gè)維度上運(yùn)動(dòng)的相互獨(dú)立性，仿真分析仿魚(yú)鰭條各運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性的影響程度與變化規(guī)律。
　?。?）初步搭建測(cè)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。根據(jù)仿魚(yú)鰭條二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)以及所處運(yùn)行環(huán)境的約束，完成了測(cè)控