微小型水下航行体仿鱼推进驱动技术研究

摘要

本文对国内外仿鱼推进领域相关研究现状进行了分析和综述，对典型实验平台和相关样机驱动机构进行了研究。以鲹科行式鱼类为仿生对象，通过对鲹科行式鱼类游动机理的仿生学研究，结合改进现有样机驱动机构，设计两关节销槽副联动仿鱼推进机构，实现仿鱼航行体的直线前进和拐弯运动，同时配有一对单自由度联动胸鳍机构，以增加航行体的升沉运动，从驱动机构角度充分考虑航行体三维运动的实现。　　论文结合两关节驱动机构建立了相应数学模型，就驱动机构运动进行了相关运动学、动力学分析，并对模型进行仿真分析，对尾鳍和胸鳍推进的水动力进行初步分析，同时也对由两个驱动机构引起的尾柄和尾鳍的运动进行了运动学、动力学分析。　　最后对驱动机构进行了虚拟样机建模，从物理模型角度研究驱动机构的机械系统性能，验证驱动机构运动协调性和可操控性，实现单向旋转运动输入到尾部摆动幅度可调的对称摆动运动的转化。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1概述

1.2仿生鱼研究发展概况

1.2.1国外研究发展概况

1.2.2国内研究发展概况

1.3课题来源、内容及意义

1.3.1课题来源

1.3.2课题内容

1.3.3课题意义

1.4本文研究内容及主要工作

第2章仿鱼推进机理研究

2.1引言

2.2鱼类形态特点以及受力分析

2.2.1鱼类形态特点

2.2.2鱼类游动简单受力分析

2.3鱼类推进方式分析

2.3.1鱼类推进方式分类

2.3.2鱼类推进方式比较

2.4鱼类推进机理研究

2.4.1推进机理理论研究

2.4.2推进机理探讨

2.5本章小结

第3章仿鱼推进驱动机构设计

3.1引言

3.2典型驱动机构设计

3.2.1曲柄连杆机构

3.2.2并联臂机构

3.2.3偏心轮拉杆机构

3.3典型驱动机构分析

3.4仿鱼推进机构设计

3.4.1尾部驱动结构设计

3.4.2圆盘结构设计

3.4.3胸鳍结构设计

3.4.4整体系统设计

3.5仿鱼推进机构分析

3.5.1销槽副分析

3.5.2驱动机构运动状态分析

3.6本章小结

第4章仿鱼推进运动学及动力学分析

4.1引言

4.2尾部运动运动学模型的建立

4.2.1尾部摆动模型

4.2.2尾部运动轨迹

4.3尾部运动运动学模型的仿真

4.3.1尾部摆动模型仿真

4.3.2尾部运动轨迹仿真

4.4尾部运动动力学分析

4.5仿鱼推进水动力学分析

4.5.1尾鳍水动力学分析

4.5.2胸鳍水动力学分析

4.6本章小结

第5章驱动机构虚拟样机分析

5.1引言

5.2驱动机构建模

5.3驱动机构仿真分析

5.3.1尾鳍单独摆动仿真分析

5.3.2尾柄单独摆动仿真分析

5.3.3尾鳍尾柄联动仿真分析

5.4销槽变结构分析

5.5仿鱼推进整体运动效果图

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢