仿生機器魚介紹...ppt

仿生機器魚 盧士強2014 3 20 內(nèi)容提綱 仿生機器魚研究意義仿生機器魚研究現(xiàn)狀仿生機器魚魚模型和推進機理應用實例基本要求模型獲得途徑資料推薦 研究意義海洋中蘊藏著豐富的生物資源和礦產(chǎn)資源 人類開發(fā)海洋和利用海洋的腳步 隨著科技的發(fā)展逐漸加快 具有海洋勘測 海底探查 海洋救撈 海底管道檢測 以及水下偵查和跟蹤功能的水下機器人 已成為探索海洋 開發(fā)海洋和海洋防衛(wèi)的重要工具 采用傳統(tǒng)螺旋槳推進器的水下機器人 在螺旋槳旋轉(zhuǎn)推進過程中會產(chǎn)生側(cè)向的渦流 增加能量消耗 降低推進效率 且有噪聲 海洋生物中的魚類 種類繁多 形態(tài)各異 經(jīng)過億萬年的進化 使其具有了非凡的游動能力 魚類通過身體運動推動周圍的水 以此來獲得推進力 對于渦流的精確控制使得魚類游動推進效率高 機動性好 模仿魚類的游動推進模式 研制出高效低噪 靈活機動的仿生機器魚 用以進行水下復雜環(huán)境作業(yè) 已經(jīng)成為研究人員追求的口標 仿生機器魚研究現(xiàn)狀 仿生機器魚研究現(xiàn)狀 仿生機器魚研究現(xiàn)狀 美國MIT研制的機器魚 1994 1995 1998 美國東北大學機器鰻魚 英國Essex大學G系列機器魚 英國埃塞克斯大學機器魚 瑞士技術學院BoxyBot機器魚 日本運輸省船舶技術研究所PF系列 仿生 北航機器人研究所 哈爾濱工業(yè)大學 其他外形的機器魚 有待完善的方面 隨著機電一體化技術 訓一算機技術 流體力學和仿生學等相關學科的發(fā)展 研究人員研制出了多種仿生機器魚 現(xiàn)有的機器魚已經(jīng)可以模仿魚類的多種運動模式 但是 現(xiàn)有的仿生機器魚還難以滿足實用性的要求 仿生機器魚難以實現(xiàn)完全柔性的推進運動 推進效率難以與魚類媲關 機動性和穩(wěn)定性還存在不足 操縱性 智能控制 通訊等問題還有待解決 仿生機器魚是通過模仿魚類的游動方式來實現(xiàn)推進的 其分類可以依據(jù)魚類游動分類方式進行劃分 根據(jù)魚類游動使用的身體部位不同可以將魚類游動分為身體和尾鰭推進 BCF 模式 中鰭和對鰭推進 MPF 模式 BCF模式 通過波動身體的某部分和尾鰭 形成向后的推進波 大多數(shù)魚類 都采用這種推進方式 該模式可實現(xiàn)連續(xù) 快速 高效率的游動 MPF模式 多數(shù)魚類的背鰭 臀鰭 胸鰭和腹鰭只用于輔助推進 調(diào)整姿態(tài) 但是 占魚類總數(shù)約15 的魚類卻以這些鰭作為主要推進部件 該模式游動速度慢 但穩(wěn)定性好 機動性高 仿生機器魚的總體設計思路 實驗模型基本構成 控制系統(tǒng) 包括電池 執(zhí)行機構 伺服舵機 聯(lián)結(jié)架等 魚骨架 魚頭 魚皮 尾鰭 功能擴展模塊 攝像頭 傳感器等 模型簡圖 機械設計課程設計 基本運動 直行上升下潛左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)加速減速懸停 功能擴展 測距 紅外測距 超聲波測距 圖像采集自主導航自主避障無線通信各類傳感器 智能仿生機器魚 裝備多種傳感器的智能仿生機器魚系統(tǒng) 基于視覺的仿生機器魚控制 裝備攝像頭的仿生機器魚 應用實例 2012年5月22日 一批 機器魚 在西班牙北部港口城市希洪開始 服役 它們的主要任務是檢測水質(zhì)的污染狀況 將污染地點報告給相關部門 這種新技術可以將檢測污染物的時間從數(shù)周縮減至數(shù)秒 而且還能大大減少處理污染所需的費用 每年節(jié)約的成本可超過20億美元 2004年8月 我國科學家曾使用 仿生機器魚 北航機器人研究所和中科院自動化研究所研制 對福建東山海域鄭成功古戰(zhàn)艦遺址進行了水下考古探測試驗 機器魚對4000平方米的水域進行了攝像考察 有關圖像即時傳送到水面指揮部 在兩天的實驗中 機器魚累計在水中工作約6小時 這是中國考古工作者首次利用機器人輔助水下考古工作 我們需要的仿生機器魚需要具備哪些功能 基本運動 直行 上升 下潛 左右轉(zhuǎn)彎 懸停圖像采集及傳輸無線控制電池可充電 仿生機器魚獲得途徑 智能機器人公司淘寶玩具廠家學?；蚩蒲袡C構自己制作 資料推薦 中國知網(wǎng) 仿生機器魚技術研究進展及關鍵問題探討 梁建宏水下仿生機器魚的研究進展II 小型實驗機器魚的研制 梁建宏水下仿生機器魚的研究進展IV 多仿生機器魚協(xié)調(diào)控制研究 梁建宏仿生機器魚玩具的機構設計 仿真與實現(xiàn) 張志剛仿生機器魚研究的進展與分析 喻俊志仿生機器魚研究進展及發(fā)展趨勢 王揚威基