胸鳍

摘要： 有一种小鱼怒目如蛙,背鳍如旗,胸鳍如桨,皮肤光滑。因常见它在滩涂上蹦来蹦去,故得名跳鱼。有一种鱼,它们生活在红树林和滩涂附近,本领高强,爬树、打洞、跳高,样样精通。它们头大嘴宽,双目凸起,胸鳍像一双小手撑在身体两侧,着淡褐色外衣,上面点缀着许多小“星星”。退潮后,它们从洞穴中出来活动和觅食。

摘要： 一.认知叉尾鱼叉尾鱼,即斑点叉尾_,又称沟鲇、钳鱼,属于鲇形目、鮰科鱼类。据相关资料,叉尾鱼,原产于北美洲,是一种大型淡水鱼类,具有食性杂、生长快、适应性广、抗病力强、肉质上乘等优点。我国1985年从美国引进该鱼,于1989年繁育成功。其体形前部较宽肥,后部较细长,有须4对,胸鳍胸位,腹鳍腹位,有脂鳍,背鳍,两侧及背部淡灰色或淡茶青色,腹部乳白色或银白色。

摘要： 针对仿生机器海豚胸鳍/尾鳍机构,根据细长体理论和新结构建立了机器海豚尾鳍/胸鳍的运动学模型,在摇翼与复合运动模式下,推导了动力学方程;通过MATLAB仿真软件对运动学和动力学进行仿真,推算出速度和推进力数值;分析了相关的运动学参数对仿生机器海豚游速产生的影响,为提高整体游速和推进力的结构方案改进提供技术指导.

摘要： 一、形态猪麻锯,即大刺鳅,也叫“猪姆锯”,有的地方叫刀鳅、钢鳅、棘鳅、镰刀鱼、刀枪鱼、粗麻割,全因为其背鳍是一排坚硬如锯锐刺,一碰到它就要“锯”人,因而得名。它像泥鳅,但体细长,鳝形蛇行(游),扭曲如鳗,胸鳍圆小,无腹鳍,背棘后侧为软鳍,较为“突出”,像臀鳍一样与尾鳍连成一体,嘴尖长似锥,上半身近圆形,下半身渐渐呈侧扁而薄,灰或灰黄色,体布点状或带状(有的是网状)斑纹,横向分布,图案美丽,鳞细若无,乍一看给人以“无鱗”的错觉。

摘要： 为研究仿胸鳍推进的机理和流体动力特性及缩小机器鱼与生物原型之间的性能差距,利用浸入边界法数值模拟了做耦合旋转运动胸鳍的非定常绕流问题。详细探讨胸鳍非定常运动的三维尾涡结构演化和推进机理,并开展胸鳍推进性能与尾涡结构的参数影响分析。结果表明:迎流面在背、腹侧边缘及鳍梢部显著涡旋结构的作用下所出现的低压力区,加之鳍表面和上游来流之间好的垂直度共同造成了在动力划水阶段的高推力;在恢复划水阶段的高升力与背侧边缘涡强度的持续增加,以及因鳍表面倾斜而引起的水动力被分解到竖直方向的比重提升有关;胸鳍尾流场被一个三维双环涡结构所支配;当前的模拟为仿胸鳍推进建立了一个最优的斯特劳哈尔数St范围(在0.55附近),在此之后平均推力仍随St的增大而增加,而推进效率则表现出一个缓慢降低的趋势;当前后拍动与纵倾运动之间的相位差为90度时,胸鳍同时取得最佳的推力和效率。

摘要： 为研制出高性能仿生水下推进器,文中以魟鱼为仿生原型,并借鉴摆动模式鱼类推进机制,提出了一种胸鳍波动与摆动融合推进机制的新型推进方式.设计了仿生机器鱼的机械结构与控制系统,建立了融合胸鳍波动与摆动推进机制的动力学模型,在理论分析的基础上,实验研究了平均推进力和游动速度与摆动胸鳍面积和频率、幅值等运动参数之间的关系.研究结果表明,理论计算值与实验结果的变化趋势相同,仿生机器鱼的平均推进力与平均游动速度随摆动胸鳍面积增大而先增大后减小,随频率、幅值的增大呈线性递增关系,最大平均推进力达2.8 N,最大游速达121 mm/s.文中所做研究可为改善机器鱼的游动性能提供参考.

摘要： 为研制出高性能仿生水下推进器,文中以魟鱼为仿生原型,并借鉴摆动模式鱼类推进机制,提出了一种胸鳍波动与摆动融合推进机制的新型推进方式。设计了仿生机器鱼的机械结构与控制系统,建立了融合胸鳍波动与摆动推进机制的动力学模型,在理论分析的基础上,实验研究了平均推进力和游动速度与摆动胸鳍面积和频率、幅值等运动参数之间的关系。研究结果表明,理论计算值与实验结果的变化趋势相同,仿生机器鱼的平均推进力与平均游动速度随摆动胸鳍面积增大而先增大后减小,随频率、幅值的增大呈线性递增关系,最大平均推进力达 2.8 N,最大游速达 121 mm/s。文中所做研究可为改善机器鱼的游动性能提供参考。

摘要： 利用流固耦合数值模拟分析了柔性对胸鳍推进性能的影响.针对包含复杂移动边界的鱼类游动流场的求解,提出了一种改进的浸入边界法.考虑到生物流动问题的复杂性,发展了在大步长隐式时间推进和物体做大幅度运动时也完全适用的新的移动边界处理方法.将浸入边界法流动求解器与结构有限元程序整合构建了适合流固耦合问题的数值求解系统,并通过与柔性纵倾板数值模拟和柔性升沉板实验的比较来验证流固耦合数值方法的精确性和可靠性.然后分析在非定常运动过程中柔性胸鳍与周围流体相互作用所导致的被动变形,并探讨胸鳍的结构参数和运动参数对水动力性能的影响.

摘要： 胸鳍扑动推进模式(类似空气中鸟类的翅膀拍动飞行)是鱼类推进模式的一种,具有胸鳍推进模式鱼类中最高的推进速度与效率.本文以鲼科鱼类中的蝠鲼为典型,通过对其运动形式及规律的研究,拟提出一种基于厚度不变的主动变形运动规律;基于此运动规律,结合本课题组自主编写的流固耦合特性数值模拟软件对其力学特性进行求解和分析.通过对不同柔性材料胸鳍在不同斯特劳哈尔数下扑动特性分析,结果表明:胸鳍扑动推力随着扑动柔性偏角和扑动频率的增加而增加,但随着游动速度的增加而减小;胸鳍扑动效率随着斯特劳哈尔数的增加呈现出先增大后减小的趋势,在斯特劳哈尔数等于0.3的时候最大,这也符合学者研究的仿生生物最佳效率区间.最后,通过不同的柔性和斯特劳哈尔数组合,可以有效的改变胸鳍扑动的推力特性和效率,提供胸鳍扑动推进模式水下环境适应性,为进一步研究仿胸鳍扑动推进模式水下航行器提供理论基础.

摘要： 本发明提供了一种仿胸鳍推进航行器胸鳍驱动机构系统，包括主轴、转动轴、多个传动齿轮组、固定环框、多个扭转环框、摆动电机和扭转电机；主轴为空心直杆，摆动电机驱动主轴绕摆动电机的轴线作往复转动以实现仿生胸鳍的上下拍动，主轴套设于转动轴外侧，固定环框和多个扭转环框沿主轴轴向间隔套设于主轴外侧，多个扭转环框通过多个传动齿轮组与转动轴转动连接，转动轴的一端与扭转电机连接，扭转电机驱动转动轴通过多个传动齿轮组带动多个扭转环框绕转动轴的轴线作往复转动以实现仿生胸鳍的扭转运动。应用本发明的技术方案，能够解决现有技术中仿胸鳍推进驱动机构结构复杂，环境适应性差，环框运动角度不能实现线性运动且机构可靠性低的技术问题。

摘要： 这是一种基于MPF多对并行胸鳍仿生鳐鱼机器人的仿生运动方法，属于机器人的研究领域。其身体主体主要的结构包括一块碳纤维主体底板、控制元器件盒、树脂打印外壳、水压传感器、陀螺仪、摄像头；胸鳍结构包括胸鳍叶、L型支架、U型支架、轴承、舵机支架、法兰盘、水下舵机。该机器人灵活性高，采用无线遥控方式进行仿生游动，实现运动路径的快速调整。模拟鳐鱼的MPF运动模式研究，在实现机动性及稳定性的同时，提高推进效率，探究不同MPF运动参数条件下仿生鱼机器人运动调控机理。其对于隐蔽伪装、水下勘探、水下救援等领域具有重要研究意义和应用价值。

摘要： 本发明公开一种电磁致动软体胸鳍驱动装置，具有双层串联结构，上层电极安装于上层，下层电极安装于下层一侧；上下层连接导体安装于上层电极和下层电极对侧；上下层连接导管连通上下层；软体胸鳍由软体胸鳍上下连接导管与上下层相连；构成一个闭式液压驱动系统。永磁体组件安装装置的顶面与底面；电源组件用导线与上层电极和下层电极相连。由此利用通电液态金属在永磁体组件产生的磁场中所受到的洛伦兹力产生驱动效果；本发明只需改变内部液态金属的流动方向和压强大小就可以控制软体胸鳍实现不同方向和不同幅度的变形。

摘要： 本发明提供了一种仿胸鳍推进航行器胸鳍驱动机构系统，包括主轴、转动轴、多个传动齿轮组、固定环框、多个扭转环框、摆动电机和扭转电机；主轴为空心直杆，摆动电机驱动主轴绕摆动电机的轴线作往复转动以实现仿生胸鳍的上下拍动，主轴套设于转动轴外侧，固定环框和多个扭转环框沿主轴轴向间隔套设于主轴外侧，多个扭转环框通过多个传动齿轮组与转动轴转动连接，转动轴的一端与扭转电机连接，扭转电机驱动转动轴通过多个传动齿轮组带动多个扭转环框绕转动轴的轴线作往复转动以实现仿生胸鳍的扭转运动。应用本发明的技术方案，能够解决现有技术中仿胸鳍推进驱动机构结构复杂，环境适应性差，环框运动角度不能实现线性运动且机构可靠性低的技术问题。

摘要： 本发明属于水下机器人技术领域，尤其涉及一种水下仿生鱼胸鳍双稳态电磁制动机构。可实现电机输出轴的制动与非制动，结构紧凑、控制方法简单。包括固定于鱼体内部框架上的制动器基座；所述制动器基座与固定连杆、压杆、水平移动连杆构成四连杆机构；连杆机构的回转中心安装第一半轴及陶瓷轴承、第二半轴和陶瓷轴承，使压杆以半轴为回转中心做往复摆动，水平移动连杆与压杆发生相对转动；所述制动器机座与限位机构框架相连；制动器机座上安装有拉回电磁铁，限位机构框架上安装有推出电磁铁；压杆与基座之间安装有复位弹簧Ⅰ和复位弹簧Ⅱ。

摘要： 本发明提供了一种仿胸鳍推进航行器启动停止控制装置，包括：可移动磁性部件，位于仿胸鳍推进航行器的外部，可移动磁性部件用于产生固定磁场；双稳态开关，位于仿胸鳍推进航行器的内部，双稳态开关用于感应可移动磁性部件产生的固定磁场以进行开关转换；变压电路，分别与航行器能源系统和双稳态开关连接以将航行器能源系统的输出电压转换为符合双稳态开关工作的电压；固态继电器，与双稳态开关连接；能源管理系统，与固态继电器连接以根据固态继电器的输出电压为仿胸鳍推进航行器提供电源输入。应用本发明的技术方案，能够解决现有技术中仿胸鳍推进航行器启动停止控制装置存在操作复杂，水密安全性、稳定性和可靠性低，以及能耗高的技术问题。

摘要： 一种胸鳍同频异幅的仿生鳐鱼摆动机构，它涉及仿生鱼技术领域。它解决了解决现有仿生鳐鱼结构大多较复杂，且转向时两侧胸鳍不同频振动而导致能耗较大的问题。本发明由同频摆动机构、异幅机构和固定框架组成，同频摆动机构设在异幅机构后方，由固定框架将两者固定连接。本发明采用左、右鳍条由单一电机驱动，机构更简便，所需的空间也更小，能耗损失也更小，适合在狭长的鱼身当中放置；异幅机构采用单一舵机控制，节约空间，机构复杂度更低，维护成本更低。

摘要： 本发明公开了一种足式‑胸鳍混合驱动的水陆两栖仿生机器人，包括游动行走系统、电气控制系统、环境感知系统和外壳组件系统；其中游动行走系统由左右胸鳍、多连杆后腿、弹性万向轮及活动脚蹼组成，活动脚蹼可绕后腿关节灵活转动；电气控制系统包括数字舵机、直流电机、电机控制板、微型处理器及电源，各数字舵机与直流电机协同控制，实现机器人两栖步态：陆地环境行走，水下环境游动及上升下潜；环境感知系统包括双目相机、位姿传感器、压力传感器、红外传感器，实时感知机器人周围环境信息，调整自身姿态；外壳组件系统起到密封防水和减小阻力作用；本机器人两栖步态完整，且环境感知能力强、自主运动能力高，可用于未知水陆环境探索和侦察。

摘要： 本发明公开了一种有向固定通信拓扑下胸鳍拍动式机器鱼编队控制方法，属于仿生机器鱼的控制技术领域。首先构建多胸鳍拍动式机器鱼群体，设计拓扑关系图。然后基于机器鱼胸鳍与尾部的非对称性特征以及运动关系，建立单个机器鱼的运动学模型，采用最近邻连接方式对每个机器鱼分别构建拓扑网络，确定每个机器鱼各CPG单元间的耦合关系，采用模糊闭环控制策略实现机器鱼的航向和速度的定量控制。最后利用虚拟领导者‑跟随者编队跟踪算法，基于拓扑关系图设计机器鱼群体在有向固定拓扑条件下的编队跟踪控制协议，并与单个机器鱼的运动学模型相结合，实现机器鱼群体运动过程中的编队队形控制。本发明能够快速形成期望的机器鱼编队队形，且队形稳定性高。

摘要： 本发明公开了一种多级传动仿生蝠鲼胸鳍驱动装置，其主要包括胸鳍第零节、胸鳍第一节、胸鳍第二节、胸鳍第三节和软体。利用齿轮组传递动力，采用两对齿数比1:2的锥齿轮组成传动核心部件，并通过传动轴来形成多级传动结构。通过将第一个传动轴与电机相连，当传动轴转动时，胸鳍的每相邻两节之间会发生相对转动，由于水的阻力存在，胸鳍每一节尾部的软体部位会变形，从而模拟蝠鲼的胸鳍摆动。提高仿生蝠鲼的还原度，使仿生蝠鲼的胸鳍运动规律更加贴合真实的蝠鲼。简化仿生蝠鲼胸鳍的控制方法，仅通过改变动力输入轴的转动规律即可控制蝠鲼的运动。整个装置强度较高，可以抵抗较大的冲击，提高装置稳定性。分部件设计，提高零件复用率。