兩棲仿生機器魚設計及其復雜異型件的加工.pdf

1、本文主要針對兩棲機器魚箱體靜密封問題及胸鰭改變攻角對升潛運動的影響進行探討與研究；用CAE方法模擬出機器魚胸鰭擺動的水動力學問題，為更深入的開展機器魚水中作業(yè)奠定基礎。
　　本文提出了一種在水下可以仿鲹科魚類自由游動在陸地上可以輪式推進的新型兩棲機器魚。該機器魚頭部裝有采集圖像的視覺傳感器，能夠對一系列采集的圖像進行識別運算。這些行為是通過頭部箱體內的ARM9核心處理器控制系統(tǒng)并搭載攝像頭采集視覺信息來完成。依靠這些信息，兩棲機器

2、魚作相應決策實現水下巡航或陸地爬行。本文所開發(fā)的機器魚具有如下三個特點：
　　首先，該機器魚的整體結構采用模塊化設計。它主要包括剛性頭部及模塊化尾部，頭部對稱安裝一對輪槳鰭結構用來實現水中上浮下潛及陸地爬行運動，模塊化尾部包括兩關節(jié)的軀干及尾柄復合驅動機構，具有互換性；頭部輪槳、鰭結構各有兩個自由度，尾部共有四個自由度，增加了其靈活性。
　　其次，該機器魚能夠適應水陸兩種環(huán)境。它擁有三個關節(jié)的尾部，一對輪槳鰭和一個尾部輔助輪

3、。通過各個控制關節(jié)的協(xié)助配合，該機器魚不但能夠在水中模擬仿鲹科魚類游動，還能夠在沙灘、平地、沼澤等路況上直行或是蜿蜒爬行。
　　最后，該機器魚的動力通過自行設計的動密封裝置輸出，該裝置不但具有良好的密封效果，而且結構簡單，節(jié)約空間，保證了機器魚具有更輕更靈活的特點。
　　本文研究包括以下主要內容：
　　(1)建立機器魚正向運動學數學模型。應用D-H坐標法推導出機器魚在平面運動擺動時的位姿矩陣運動方程，借助matlab軟

4、件求解矩陣，著重探討機器人運動學的正問題，為其建立三維運動數學模型奠定基礎。
　　(2)模擬機器魚升潛運動時水動力學現象。通過fluent仿真軟件模擬胸鰭擺動，分析機器魚做升潛運動時的最佳攻角，并通過云圖解釋其水動力學現象。
　　(3)箱體靜密封結構的設計。通過對O型橡膠圈的密封設計原理的分析，設計一種適用于機器魚箱體靜密封結構，為下階段改進機器魚密封效果奠定基礎。
　　(4)軸套軸結構的設計。以節(jié)約空間的理念設計軸套