CAJ | 학술논문

为实现利用机器鱼进行自主水下生态环境监测、资源勘查和军事侦察等目标,选择了集高效性、高机动性和高稳定性于一体的鲫鱼作为仿生对象.基于鲫鱼形态、骨骼结构和运动学的研究基础,运用仿生学工程原理,开发了高性能的仿生机器鲫鱼模型.详细分析了仿生鲫鱼的设计原理,给出仿生鲫鱼的运动学方程,实验揭示了仿生鲫鱼频率、波幅、波长和相邻关节间的相位差等运动学参数对游动速度的影响规律.通过研究发现:仿生鲫鱼能够有效地在水中游动,游动速度随频率的增加而增加,到频率为1.58 Hz左右的时候,游速达到最大值0.48 BL/s,随后随频率的增加游速反而降低.随着波幅的增大,机器鲫鱼的游动速度明显增加,当波幅达到6.3 cm时,游速达到最大值0.43 BL/s,但之后游速反而略有下降.实验范围内,波长对推进速度的影响基本上是随波长增加而增加.游动速度一开始随相邻关节相位差的增大而增加,到相邻关节相位差为78°左右的时候,游速达到最大值0.35 BL/s,随后游速反而下降.研究结果可为今后研制高性能的仿生水下推进器提供理论和实验方法上的参考.
위실현이용궤기어진행자주수하생태배경감측、자원감사화군사정찰등목표,선택료집고효성、고궤동성화고은정성우일체적즉어작위방생대상.기우즉어형태、골격결구화운동학적연구기출,운용방생학공정원리,개발료고성능적방생궤기즉어모형.상세분석료방생즉어적설계원리,급출방생즉어적운동학방정,실험게시료방생즉어빈솔、파폭、파장화상린관절간적상위차등운동학삼수대유동속도적영향규률.통과연구발현:방생즉어능구유효지재수중유동,유동속도수빈솔적증가이증가,도빈솔위1.58 Hz좌우적시후,유속체도최대치0.48 BL/s,수후수빈솔적증가유속반이강저.수착파폭적증대,궤기즉어적유동속도명현증가,당파폭체도6.3 cm시,유속체도최대치0.43 BL/s,단지후유속반이략유하강.실험범위내,파장대추진속도적영향기본상시수파장증가이증가.유동속도일개시수상린관절상위차적증대이증가,도상린관절상위차위78°좌우적시후,유속체도최대치0.35 BL/s,수후유속반이하강.연구결과가위금후연제고성능적방생수하추진기제공이론화실험방법상적삼고.