电机和机械传动组合驱动的机器鱼尾摆推进是水面/水下仿生推进技术的主要模式之一,其中对推进能力和推进效率甚至于推进结构影响较大的机械传动的传动理论目前还未得到足够的重视。因此,本文基于尾鳍推进系统对传动系统的变速和运动转化的复合要求,结合直线内摆线的工作原理和行星传动的特点,建立了易于和变速传动集成的仿鰺科双关节机器鱼尾摆推进系统,从原理设计、参数优化、运动学、水动力学和试验验证等多方面对该直线型内摆线双关节尾摆推进系统的推进性能展开深入的理论研究。首先,以具有新月形尾鳍的鰺科鱼类为仿生对象,结合鰺科鱼类尾部双关节推进机理,并基于直线型内摆线原理,提出行星轮系和连杆机构组合构成的边长可变三角形来模拟尾鳍的双关节复合运动的设计思想。通过矩阵分析法,分析了双关节尾摆推进系统的运动学特性,建立其运动学模型,研究了运动模型中关键结构参数之间的关系,并对结构参数开展了优化分析。在MATLAB中,对基于结构优化后的运动模型进行尾部运动拟合分析,并将拟合结果与生物原型——鲤鱼尾部运动做对比分析。其次,将双关节尾摆推进系统的运动模型简化成二维的水翼模型,在简化的运动模型的基础上,根据拉格朗日定理和动量定理进行尾摆推进系统的动力学分析,在二维波动板理论的基础上开展双关节尾摆推进系统的升力分析。最后,根据运动模型、水动力模型,通过CFD数值模拟技术,研究双关节尾鳍摆动时的流场信息,并详细研究了尾鳍摆动的运动参数对尾摆推进性能的影响。随之,在双关节尾摆推进装置的试验台上,将理论分析的水动力结果与实验样机的实验测量结果进行对比分析,验证所设计的双关节尾摆推进系统的可行性,有效性,为以后研制推进性能更优的尾摆推进器提供坚实的理论基础。