自然界中的鱼类以其游速高、机动性好等优点吸引了科研工作者广泛的关注。很多学者希望通过研究鱼类的游动机理,来研制出可以与鱼类媲美的具有高游动特性的水下推进装置。水下推进器在海洋勘测,水中营救,海洋考古,水下娱乐,军事竞备等各方面都具有不可替代的应用价值。金枪鱼以其游动速度快,游动效率高等特点成为仿生工作者的研究对象,本文以模仿金枪鱼为研究目标,提出了通过改变柔性鱼尾截面惯性矩的方式,设计和研制出了具有快速游动性能和良好转弯性能的柔性机器鱼。本文首先对鲔科鱼类的生理结构、外形参数等特征进行了分析,设计了柔性机器鱼的驱动方式、建立了机器鱼的三维模型。为解决当前机器鱼存在鱼尾摆幅小的问题,提出了通过改变鱼尾截面惯性矩的方式(即开槽处理)来改变鱼尾的抗弯刚度。建立了柔性鱼尾的物理模型,采用理论求解和有限元思想对鱼尾进行了模态分析。并使用ANSYS和Matlab软件进行了静力学分析,求解了鱼尾挠度,对鱼尾开槽位置进行了优化,给出了槽口的形位尺寸。针对仿生机器鱼尾鳍摆动的特点,设计了机器鱼的驱动方式,建立了机器鱼结构组件的三维模型,并采用3D打印技术进行了加工。搭建了基于STC89C52RC单片机的机器鱼硬件控制系统,对控制系统硬件电路进行了调试,使用无线收发模块来控制舵机的转动角度和转动频率,为后续机器鱼的鱼尾实现摆动频率、摆动幅度的改变提供了保障。最后,制作了仿生机器鱼原型,进行了大量游动性能的测试实验,实验结果表明,变截面柔性机器鱼的游动速度是原机器鱼游动速度的2倍,而对截面位置进行优化后的柔性机器鱼的游动速度是原机器鱼游动速度的3倍。实验充分验证了改变截面惯性矩可以获得鱼尾大摆幅方法的可行性和有效性,从而提高了机器鱼的游动性能。该方法的提出为将来仿生机器鱼及仿鱼推进器的研究提供了新的思路。