仿生机器鱼

伴随着人类文明的发展,可开采和利用的陆地资源正日益减少和枯竭,海洋面积占地球面积的71%,海洋中蕴藏着丰富的生物资源和矿产资源。21世纪是海洋的世纪,人类开发海洋和利用海洋的脚步,随着科技的发展逐渐加快。

伴随着人类文明的发展,可开采和利用的陆地资源正日益减少和枯竭,海洋面积占地球面积的71%,海洋中蕴藏着丰富的生物资源和矿产资源。21世纪是海洋的世纪,人类开发海洋和利用海洋的脚步,随着科技的发展逐渐加快。具有海洋勘测、海底探查、水下救援、海底管道检测、以及水下侦察和跟踪功能的水下机器人,已成为探索海洋、开发海洋和海洋防卫的重要工具。

仿生机器鱼可以进行长时间、大范围、工况较复杂的水下作业,可以用于机动性能要求较高的场合,进行海洋生物考察、海底勘探和海洋救生等许多场合。

仿生机器鱼大致由鱼头、胸鳍、鱼体、尾鳍及其他辅助系统等部分构成。


仿生机器鱼的身体架构图(注: 1.鱼体;2.鱼头;9.尾鳍;15.胸鳍。)


鱼头的作用是控制机器鱼的方向,鱼头通过舵机与鱼体相连,由舵机控制鱼头向左向右转动,鱼头向左转动时,机器鱼向左转向;鱼头向右转动时,机器鱼向右转向,可以实现鱼的左右转向。

胸鳍的作用是控制机器鱼的上浮下潜及减速,胸鳍与胸鳍轴紧固结合,胸鳍通过胸鳍轴与舵机连接,当胸鳍与水平面成较小锐角时,机器鱼进行上浮下潜运动;当胸鳍与水平面成较大锐角时,机器鱼在上浮下潜的同时还可以减速。

鱼体的作用是放置和密封机器鱼的电子元件和机械结构,机器鱼的电子元件包括:舵机,电池,电调和接收机;机器鱼的机械结构包括:马达、曲柄摇杆、曲柄滑槽和曲柄摇杆结构。因为机器鱼的电子元件和机械结构不能接触水,所以这部分通过鱼体进行密封。

尾鳍是仿生机器鱼动力系统的核心部分,也是我们研究的重点部分,通过鱼尾的摆动,产生推力,使机器鱼可以运动。