论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,机器人的应用越来越普遍。因而对其的深入研究有着现实意义和工程应用价值。本文针对自然界鱼类的基本构造,进行运动原理的仿生。以合金薄板模拟鱼尾骨架,以贴在该薄板的超磁致伸缩材料模拟鱼体肌肉,并以外磁场模拟控制鱼体摆动的神经。建立一种力学模型和提出一种计算方法。数值模拟结果表明,通过调节外磁场频率和强度可控制超磁机器鱼的巡航速度和起动速度。经过优化设计,得到两类最佳的外磁场频率:在机器鱼巡航运动的最佳频率;在超磁机器鱼起动时的最佳频率。特别是在考虑机器鱼起动时,提出外磁场变频的设想。结果显示采用外磁场变频的控制方法可大大提高起动速度,并且外磁场变频的控制方法也有利于提高巡航速度。数值模拟了超磁机器鱼从起动到巡航游动的整个过程。仿生机器鱼起动和巡航速度的快慢与材料常数、几何参数、液体环境以及外磁场频率和强度等有关。研究结果为仿生机器鱼的设计提供依据和技术。