智能机器鱼游动机理与一种设计理念
The swimming mechanism of intelligent fish-like robots and an idea for the optimization design──Part two: Multifarious designs of bionic fishes
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摘要: 通过分析自然界鱼类游动特点和有趣的规律等, 提出一种智能机器鱼设计思想. 以超磁致伸缩智能材料为例, 研究和讨论了无线控制仿生鱼游动机理和方法. 采用合金薄板模拟鱼尾骨架, 贴在该薄板的超磁致伸缩材料模拟鱼体肌肉, 以及外部磁场模拟鱼神经, 从而建立了该问题的一种力学控制模型和系统. 通过研究外磁场频率与机器鱼尾摆动产生驱动力的关系, 发现存在最佳的外磁场频率. 这样利用调整外磁场频率, 实现控制鱼尾摆动, 即机器鱼最好的游动状态. 同时分析鱼尾形状, 材料参数, 流场和外环境因素等对机器鱼游动的影响. 研究结果和方法为机器鱼的设计和控制提供了依据和的设计理念.