仿生機器魚介紹

1、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

2、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(shù)學院BoxyBot機器魚日本運輸省船舶技術(shù)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(shù)、訓一算機技術(shù)、流體力學和仿生學等相關(guān)學科的發(fā)展，研究

3、人員研制出了多種仿生機器魚?，F(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(guān)，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。M PF模式：多數(shù)魚類的背鰭

4、、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(shè)計思路實驗模型基本構(gòu)成 控制系統(tǒng)（包括電池） 執(zhí)行機構(gòu)（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(shè)計課程設(shè)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基于視覺的仿生機器魚控制 裝備攝像頭的仿生機器魚充電接頭圖

5、像數(shù)據(jù)上傳天線控制命令接收天線機器魚頭部機器魚驅(qū)動關(guān)節(jié)機器魚尾鰭攝像頭應用實例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(guān)部門。這種新技術(shù)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。（http:/ 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 學校或科研機構(gòu) 自己制作資料推薦 中國知網(wǎng)中國知網(wǎng)：仿生機器魚技術(shù)研究進展及關(guān)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(gòu)設(shè)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_王揚威基于STM32的雙攝像頭