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微型泳动机器人的研究是当前国际上研究的热点问题之一,有很好的发展前景。微型泳动机器人理论及应用基础研究涉及微制造、材料学、仿生学、流体力学以及控制工程等多学科的知识和技术。 本论文基于鱼类的游动规律,研究了一种微型泳动机器人。详细分析了该微型机器人的游动推进原理。阐述了微型泳动机器人波动前进时的运动学模型和动力学模型,并进行计算分析求解,给出微型机器人的游动速度、推进力与微型机器人结构参数和游动参数的关系。对微型机器人进行了详细的实验研究,并通过实验研究归纳微型机器人的实际运动规律,与理论运动规律进行对比研究,分析各因素对其运动特性的影响。 第一章分析国内外微型机器人的研究现状,介绍了微型机器人的研究背景和运用领域。给出了本论文的研究意义和研究内容。 第二章介绍了微型泳动机器人研究的理论基础和游动原理。给出了微型泳动机器人的运动学模型和动力学模型,同时进行了详细的运动学和动力学分析。最后分析讨论了微型机器人的游动效率问题。 第三章详细介绍了微型泳动机器人原理样机,实验装置的构成及其功能,介绍了微型泳动机器人的可实现的功能;介绍实验装置的组成,并简单介绍了实验台的粘度测量、温度测量与控制、速度测量、推进力测量的原理和实验装置,并介绍了运动轨迹采集系统,介绍了运用视频处理的方式进行微型泳动机器人尾部摆动频率的标定和摆动摆幅的测量。 第四章介绍了微型泳动机器人的实验方案,微型泳动机器人推进速度受频率方案、尾部长度、尾部形状、头部形状、摆角、质量、液体粘度和密度等因素的影响,本章对这些因素进行了详细的实验研究,得出各种实验研究结果。 第五章对微型泳动机器人的各个实验方案的结果进行分析,并结合现有的理论研究,并把理论速率和实验速率进行对比分析,比较实验结果与理论研究之间差距,对理论运动规律有较大差距的实验现象给出合理的解释。 第六章对整个课题和论文的工作进行了总结和展望。