微机器人一般指体积尺寸微小的机器人，以及动作量微小的机器人。由于体积微小的机器人可以进入到各种空间狭小的地方进行工作和探索，因此成为微机械电子技术领域的一个研究热点。 在液体环境中获得推进力的方式主要有射流方式和游泳方式。目前广泛应用于船舶驱动的螺旋桨实际上是射流方式的一种具体应用。螺旋浆推进器既具有容易加工、可靠性高和安装简便等优点，也具有能源效率低，结构尺寸和重量大，对环境扰动大，噪音大，起动、加速性能差以及运动灵活性能差等缺点，因此在把螺旋桨推进方式应用到微机器人上时存在许多困难，有必要研究采用其它推进方式的在液体中运动的微机器人。泳动微机器人就是通过游泳的方式获得推进力，从而在液体环境下运动的微机器人。 本论文从模拟自然界水生动物运动的角度出发，主要借鉴鱼类运动的推进机理，致力于研究在液体中通过游泳方式运动的微机器人。随着本研究的进一步深入，它可以实现微小化从而能进入充满液体的狭小空间开展工作，例如进入人体体内，从事体内检查、定点投药和从事局部手术等。本论文得到国家自然科学基金项目“泳动微机器人的机理、机构和控制”(项目资助号：69885002)、广东省自然科学基金项目“液体中泳动微机器人的研究”(项目资助号：980402)和广东省教育厅基金项目“基于流体自身能量的微管道机器人研究”(项目资助号：010043)等的资助，主要对在液体中运动微机器人的国内外研究现状、水生生物推进机理及其对泳动微机器人研究的借鉴和启发作用、泳动微机器人的设计与制作、微机器人动力学模型的建立与分析、微机器人的自主浮游与泳动速度控制等方面进行了大量的理论与实验研究。 首先，本文对在液体中运动微机器人的研究现状和主要研究问题进行了深入分析，为泳动微机器人的进一步的研究与实现奠定了坚实的基础。 本文阐述了鞭毛类水生生物的推进机理，重点阐述了鱼类推进模式的分类及特点、鱼的形态描述及受力分析、鱼类波状推进机理，分析了鱼类游动过程中鱼体和尾鳍的运动，建立了月牙尾推进模式稳态游动的运动学模型，并且在国内首次系统总结了水生动物对泳动微机器人设计加工和理论研究的借鉴和启发作用。 本文详细阐述了基于柔性铰链、采用压电元件(PZT)为驱动器的泳动微机器 广东工业大学工学博士学位论文人主体机构的设计。本文建立了主体机构静力学模型，研究了主体机构的结构参数对微位移放大性能的影响；建立了主体机构振动模型，研究了主体机构在无液体阻尼和有液体阻尼情况下的振动特性；根据流体力学平板绕流理论，研究了驱动翼产生的推进力和微机器人在流体中受到的阻力；在此基础上国内首次建立了泳动微机器人的动力学模型，并对模型进行了深入的研究，详细阐明了驱动信号频率、主体机构放大性能、主体机构振动特性、驱动翼面积、液体性质等因素对微机器人泳动特性的影响。 本文设计和制作了泳动微机器人的简单驱动装置，对微机器人进行了静力学和振动学测试，证明了理论椎导的正确性和主体机构设计的有效性。本文建立了微机器人的泳动环境，进行了微机器人的动力学试验，根据试验结果对模型进行了一定的修正，使模型与实际基本吻合，从而为实现为机器人的有效控制奠定基石出。 本文首次基于空气动力学中的机翼升力理论，结合泳动微机器人自身特点，研究了微机器人实现自主浮游必须满足的条件，指出具有机翼外形的微机器人泳动速度必须达到一定程度并保持稳定才可以实现自主浮游。在此基础上，设计了模糊控制器，对微机器人的泳动速度进行控制，并进行了有关仿真。结果表明微机器人可以按照要求的泳动速度稳定运动，从而使微机器人具有自主浮游的能力。这为实现微机器人的四自由度泳动奠定了坚实的基础。 最后，本文设计和加工了三自由度泳动微机器人并进行了初步的研究，对三自由度泳动微机器人的前景和存在的问题进行了分析。本文还对基于流体自身能量的管道微机器人进行了一些有价值的探索。