刚性扑动仿生蝠鲼鱼的设计

蝠鲼鱼通过胸鳍摆动,在低速条件下具有良好的操纵性和稳定性。对蝠鲼鱼胸鳍刚性摆动时的水动力学性能进行仿真分析,得到蝠鲼鱼胸鳍刚性扑动最佳参数,同时得到最大推进因数。在此基础上,对刚性扑动仿生蝠鲼鱼的结构和控制系统进行设计,并进行样机研制。通过仿真与样机试验对比,验证刚性扑动仿生蝠鲼鱼设计的合理性,运行效果良好。

柔性胸鳍推进仿蝠鲼机器鱼CPG运动控制

文中以蝠鲼为仿生对象,提出了一种基于柔性胸鳍推进的仿蝠鲼机器鱼设计方案,并针对该机器鱼设计了基于中枢模式发生器(CPG)的运动控制策略,进行了控制参数的影响分析与多种运动模态的性能测试。首先,对蝠鲼的运动特征进行了分析,在实际仿生功能需求下提出了仿蝠鲼机器鱼的整体设计方案。然后,为实现仿蝠鲼机器鱼在不同游动模式下的稳定游动及连续平稳切换,设计了一种CPG运动控制方法,并分析了各控制参数对CPG拓扑网络结构输出信号的影响。最后,对仿蝠鲼机器鱼的机动性进行了进一步的游动测试,验证了仿蝠鲼机器鱼能在水下灵活实现直线巡游、转向及浮潜等多种运动模态,具有出色的运动性能和应用前景。