长期以来,仿生机器鱼一直是仿生科研领域的一个研究热点,其中一个研究分支是模仿金枪鱼等鯵科加新月形尾鳍推进模式的仿生机器鱼,其特点是能源利用率高,推进速度快,适于长时间、大范围的水下作业。仿生推进技术对海洋考察、救生以及军事领域具有很高的应用价值。本课题依托国家自然基金项目“仿鱼鳍水下推进器的理论与实验研究”在前人机器鱼研究的基础上,开展了对鯵科加新月形尾鳍的仿生机器鱼的系统总体研究。通过对鯵科加新月形尾鳍推进模式鱼类的仿生学研究,设计了单电机驱动两关节联动的尾鳍推进仿生金枪鱼,以胸鳍作为升降舵实现机器鱼的上浮和下潜,还可实现惯性前进转弯和静止转弯。建立了参数化的两关节尾鳍推进模式的数学模型,并对推进过程进行了运动学和动力学分析。针对仿生机器鱼的运动特点,设计了基于C8051单片机的机器鱼硬件控制系统,建立整个推进系统的硬件控制平台,并进行了基于C语言的下位机嵌入式控制软件的开发,完成了控制程序的编写和调试。进行了遥控控制机器鱼实现加减速、转弯、升潜三维动作的水下试验。加减速试验论证了尾鳍摆动频率、尾鳍后缘最大摆幅以及尾鳍的最大击水角度对鱼体速度的影响;转弯试验测得了机器鱼惯性前进转弯和静止转弯时的转弯半径;在机器鱼的升潜试验中论证了胸鳍不同转角对升潜运动的影响。