3自由度胸鳍机器鱼动力学建模及推进性能分析 |
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引用本文: | 杨佳瑞,李宗刚,陈引娟,杜亚江.3自由度胸鳍机器鱼动力学建模及推进性能分析[J].机械设计,2023(8):33-41. |
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作者姓名: | 杨佳瑞 李宗刚 陈引娟 杜亚江 |
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作者单位: | 1. 兰州交通大学机电工程学院;2. 兰州交通大学机器人研究所 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(61663020);;甘肃省高等学校科研项目成果转化项目(2018D-10); |
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摘 要: | 为了提高仿生机器鱼在复杂水环境中的游动性能和推进效率,文中设计了一种3自由度胸鳍机器鱼推进机构,研究了鱼体在3自由度胸鳍推进和两侧胸鳍与尾鳍协同推进两种模式下的游动性能。首先,基于鱼体波传播理论分析3自由度胸鳍关节空间运动规律,采用微元法分析建立其动力学模型,并对不同推进方式下运动参数的影响程度进行了比较和仿真。仿真结果表明:当两个胸鳍相互协同时,机器鱼的平均速度为0.28 m/s,当双侧胸鳍与尾鳍共同协同时,机器鱼的平均速度为0.42 m/s,对比发现胸鳍和尾鳍协同推进时速度更高且推力更大,可实现较宽的游速范围,推进性能更好。
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关 键 词: | 机器鱼 3自由度胸鳍 动力学建模 协同推进 |
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