仿生魟科机器鱼设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会的不断发展,人类对陆地资源的开发需求日益膨胀，势必将导致资源的逐步耗竭。约占地球总面积71％的海洋蕴藏着巨大的潜力和无穷的奥妙，因此,设计高性能的水下推进器去探索海底的未知世界和丰富的资源已成为各国关注的热点和核心问题之一。鱼类作为海洋的主要“居民”经过上亿年的进化和自然选择，形成了适合海洋环境的独特形态和运动方式。其中波动鳍推进模式具有高效、高机动性和低流体扰动并且易于向水下推进器移植等显著优点，为未来水下推进器的仿生设计提供了新的选择，具有重要的理论研究价值和广阔的应用前景.本课题以魟鱼类为研究对象，详细观察分析其生物形态和波动运动特征以及生理结构,分析魟胸鳍结构、运动特征，设计了仿生蓝点魟机器鱼，为水下航行器设计提供了思路，降低成本。

2. 研究内容和预期目标

1.研究内容

（1）分析魟科的结构、形态、生理、运动方式。

（3）仿生蓝点魟机器鱼的生物学建模与建立运动学方程。

3. 研究的方法与步骤

研究方法步骤：

1. 观察魟科鱼类并进行生物学测量。

2. 根据形态学和运动学研究的结果建立运动学模型。

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   4. 参考文献

   [1] 刘军考, 陈维山, 陈在礼. 仿生机器鱼的运动学参数及实验研究[J]. 中国机械工程.2002, 13(16):1354-1357. [2] 李晓冬.仿生机器鱼研究进展分析[J].黑龙江科技信息,2008(09):23-24. [3] 喻俊志,陈尔奎,王硕等.仿生机器鱼研究的进展与分析[J].控制理论与应用,2003,20(4):485-491. [4] 戴坡.仿生机器鱼的控制系统设计与实验研究[D].哈尔滨工业大学硕士学位论文,2006,7. [5]宋天麟,黄烈岩.仿生机器鱼系统设计研究[J].机械制造与自动化,2005(05):85-86 90. [6] 胡天江.仿生长鳍波动适应性理论与控制方法研究[D].国防科学技术大学.2008 [7] 章永华.柔性仿生波动鳍推进理论与实验研究[D].中国科学技术大学.2008 [8] 谢海斌.基于多波动鳍推进的仿生水下机器人设计、建模与控制[D].国防科学技术大学.2006 [9] 俞经虎.仿生机器鱼运动分析研究[D].中国科学技术大学博士学位论文.2004. [10] 赵延明.新型仿生机器鱼的初步设计[D].北京邮电大学硕士学位论文.2004. [11]吉爱红,戴振东,周来水.仿生机器人的研究进展[J].机器人,2005.27(3):284288 [12] SHEN Q, WANG T, LIANG J, et al.Hydrodynamic performance of abiomimetic robotic swimmer actuated by ionic polymer-metal composite[J].Smart Materials and Structures, 2013, 22(7) : 1-13. [13] FUKUDA T, KAWAMOTO A, ARAI F, et al. Steering mechanism ofunderwater micro mobile robot[C]/ /1995 IEEE International Conference onRobotics and Automation, 1995, 1: 363 -368.

   5. 计划与进度安排

   1、3月1日-3月20日 收集资料了解魟科并进行生物学测量；

   2、3月21日-4月20日仿生魟鱼运动学方程建模；

   3、4月21日-5月19日仿生蓝点魟机器鱼机械结构设计；

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