仿鱼机器人的运动仿真

《仿鱼机器人的运动仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、哈尔滨工程大学硕士学位论文仿鱼机器人的运动仿真姓名：彭之春申请学位级别：硕士专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：庞永杰20030101哈尔滨L：挥大学硕士学位论文摘要鱼类和海洋哺乳动物有良好的推进系统和操纵系统，其突出的优点是效率高、噪声低。利用仿生学的原理，开发类似海豚或金枪鱼的操纵与推进技术是当前的一个研究热点。论文以哈尔滨工程大学军用智能水下机器人国防重点实验室的“仿生一I”号仿鱼机器人为对象，利用面元法计算的仿鱼机器人水动力结果，并分析了垂直面内胸鳍的攻角与升力的关系，建立了垂直面内的模型，根据轴变形模拟了仿鱼机器人水平面内

2、的直航和偏航。论文还在仿鱼机器人运动仿真试验结果初步分析的基础上，讨论了仿真试验的误差并进行分析；仿真结果与真实的仿鱼机器人的运动一致，对以后的工作有较大的指导意义。关键词：仿鱼机器人；运动仿真；轴变形哈尔滨j[程大学硕士学位论文AbstractFishandoceanmammalhaveexcellentpropulsionandmaneuveringsystem，whoseadvantagesarehighefficiencyandlownoise．Usingbionicstheory,Itisaresearchhotspottod

3、evelopnewsystemanimateddolphinortuna．Basedonthe“FangSheng-I”robotfishofHarbinEngineeringUniversityAUVLab．Atfirsttheanalysisoftherelationsofpectoralfm’Sattackangleandliftinverticalplaneisdoneinthispaper，usingtherobotfish’ShydrodynamicresuRsbythepanelmethod’S，thensettingup

4、themotionmodelinverticalplaneisdone．Finallyanimationtherobotfish’Smotioninhorizontalplaneisfinished．Basedontherobotfish’Smotionanimation’Sresuks，thispaperalsodiscussestheanimationexperimenterror,andanalyzetheresean；Animationresultsareconsistentwiththerobotfish’Smotion．Al

5、lofabovearepracticableforthefutureresearchonrobotfishKeyWords：RobotFish，MotionAnimation，AxialDeformation(AxDf)哈尔滨工程大学硕十学位论文第1章绪论1．1综述传统的操纵与推进装置的体积大、重量重、效率低、噪音大和机动性差等问题一直是限制自主式水下机器人(AUV)、无人无缆水下航行器或微小型无人水下探测器(UUV)实用化的主要障碍之一。人们在开发新能源的同时，也在积极寻找降低能耗、提高推进效率的方法。利用仿生学原理，开发类似海豚或金

6、枪鱼的操纵与推进技术是一个很有前途的研究方向之一。经过6000万年的演变，海洋中的海豚和金枪鱼等动物已经具备了高速航行的能力，并且它们的推进效率高、噪声低、机动性好。这样的综合能力是人类目前所使用的传统的推进和控制装置所无法比拟的。发达国家在这一方面已经进行了多年的探索研究。在研究人工智能技术的同时，探索生物的操纵与推进原理，并将其应用于微型潜艇和微小型无人水下探测器。在战争时期，这些新型的潜艇和微小型无人水下探测器可用于水雷战和反水雷战、军事侦察和潜艇的配套武器；在和平时期，可用于复杂海洋环境下的海底测量、水下观察等，因此具有十分重要

7、的意义。1．2仿鱼鳍水下推进器的特点及分类1．2．1仿鱼鳍水下推进器的特点与传统的螺旋桨推进器相比仿鱼鳍推进器具有如下特点：(1)能源利用率高，初步试验表明，采用仿鱼鳍水下推进器比常规推进器的效率可提高30一100％。从长远看，仿鱼鳍的水下推进器可以大大节省能量，提高能源的利用率，从而延长水下作业时间。(2)使流体性能更加完善，鱼类尾鳍摆动产生的尾流具有推进作用，可使其具有更加理想的流体力学性能。(3)提高水下运动装置的机动性能，采用仿鱼鳍水下推进器可提高运动装置的启动、加速和转向性能。(4)可减低噪声和保护环境，仿鱼鳍推进器运行时的噪

8、声比螺旋桨运行时的噪声要低的多，不易被对方声纳发现和识别，有利于突防，具有重要的军事价值。哈尔滨T程火学硕十学位论文(5)实现了推进器与舵的统一，仿鱼鳍推进器的应用将改变目前螺旋桨推进器与舵机系统分开，功能