1、“.....各国都在寻找提高能源利用效率的方法。 在船舶行业,螺旋桨推进是当下最普遍的推进方式,但螺旋桨在水中转动时,侧面会产生涡流,增加动力消耗,降低游动速度。 另外,螺旋桨式推进器般通过改变舵角实现转弯,结果往往是转弯半径大,机动性差。 水下螺旋桨推进式探测器同样亦存在推进效率低,机动性差,隐蔽性差等缺陷,而且螺旋桨容易被水藻等水生植物缠绕,导致桨叶受损,甚至螺旋桨无法运转。 反观鱼类,作为自然界最早出现的脊椎动物,经过亿万年的物竞天择,进化出非凡的水中运动能力。 与人工的水中或水下航行器相比......”。
2、“.....。 伴随仿生学和机器人技术的发展,仿生机器鱼的研制与开发已具备了先决的技术条件,目前,仿生机器鱼已成为水下航行器的大重要研究方向,其良好的机动性节能性隐蔽性,具有重要的研究价值和应用前景。 国内外研究现状国内外开展机器鱼的研究由来已久,不过从仿生学的角度设计机器鱼实体,方始于上世纪九十年代。 随着电子技术与材料科学的发展,机器鱼的设计越来越成熟,以下对小型机器鱼的研究现状做个简单的综述。 国外研究现状年,日本国家海洋中心为了研究机器鱼的转弯原理,开发了。 该鱼长约,头部中电池组与伺服电机各个。 另个伺服电机位于尾部。 用木头做成漂浮于水面的天线,可以与外界实现无线通信,如图所示。 北京航空航天大学毕业设计论文第页图机器鱼年,英国大学机器鱼课题组开始研制系列机器鱼,主要工作集中在实现仿鱼游动......”。
3、“..... 机器鱼身长,采用多电机多关节尾部结构,通过对多电机协调控制,使得该机器鱼的游动姿态与真鱼极其相似。 图为机器鱼的实物图。 图大学机器鱼国内研究概况图为北京大学工学院于年开梁建宏水下仿生机器鱼的研究进展鱼类推进机理机器人单位代码学号分类号单位代码学号分类号毕业设计论文单关节尾鳍推进式仿生机器鱼的设计与研究学院名称机械工程及自动化学院专业名称机械制造学生姓名指导教师年月北京航空航天大学本科生毕业设计论文任务书Ⅰ毕业设计论文题目单关节尾鳍推进式仿生机器鱼的设计与研究Ⅱ毕业设计论文使用的原始资料数据及设计技术要求单关节尾鳍推进式仿生机器鱼是由电机舵机及其控制部分组成的机电体化仿生设备。 功能指标完成前进左右转弯和上浮下潜用遥控器控制,三档调速电池可充电。 性能指标体积最大前进速度最大下潜深度续航能力转弯半径......”。
4、“.....完成调研报告。 进行市场调研,完成电机电池舵机遥控器等部件的选型。 对机器鱼各功能单元进行划分和设计,完成机器鱼机械结构的三维建模。 完成需加工零件的二维图纸,并完成零部件加工。 零部件装配,调试及测试。 完成多种尾鳍外形多种频率的驱动效率的实验研究。 Ⅳ主要参考资料于凯仿鱼推进的实验研究华中科技大学学报刘军考,陈在礼水下机器人新型仿鱼鳍推进器机器人梁建宏水下仿生机器鱼的研究进展鱼类推进机理机器人梁建宏水下仿生机器鱼的研究进展小型实验机器鱼的研制机器人机械工程及自动化学院系机械制造专业类班学生毕业设计论文时间年月日至年月日答辩时间年月日成绩指导教师兼职教师或答疑教师并指出所负责部分系教研室主任签字注任务书应该附在已完成的毕业设计论文的首页。 北京航空航天大学毕业设计论文第页本人声明我声明......”。
5、“.....在完成论文时所利用的切资料均已在参考文献中列出。 作者签北京航空航天大学毕业设计论文第页目录绪论课题背景及目的国内外研究现状国外研究现状国内研究概况课题研究方法论文构成及研究内容机器鱼机械结构设计鱼类推进机理分析驱动器的选择驱动机构的选择驱动器的选型电机的选型舵机的选型整体机械结构的设计尾鳍驱动机构设计胸鳍驱动机构设计机器鱼的外壳设计外形设计壳内结字时间年月北京航空航天大学毕业设计论文第页单关节尾鳍推进式仿生机器鱼的设计与研究学生指导老师摘要本文模仿自然界中真实鱼类尾鳍摆动模式,自主设计研发套单关节尾鳍推进式的小型机器鱼系统,满足设计功能和性能指标,其具人机进行交互性和观赏性。 整个设计过程分为机械结构设计,软硬件设计。 本文借助三维设计软件进行机械结构建模,并对机械结构做干涉检验以及运动仿真......”。
6、“.....编写控制程序,并选用配套硬件电路板完成电机控制遥控通信等任务。 经多次实验优化,最终开发出较高推进效率的尾鳍,并测试高效尾鳍推进下机器鱼的最大航行速度转弯半径最大上浮下潜速度等性能指标,同时选用合适的遥控通信技术,实现了机器鱼在定水深范围内的自由遥控控制。 此外,对机器鱼外壳做了美化处理,并对其他项目指标进行测试,如浸泡密封测试续航时间测试等。 测试表明,所有功能和性能均满足设计要求。 关键词机器鱼,观赏型,遥控,尾鳍推进北京航空航天大学毕业设计论文第页计论文第页表机器鱼游速测试实验测试测试测试平均时间由表计算平均时间为,故最大其游动速度为速度已达到要求,故目前的问题是如何在能完成通信的情况下保证单片机无延迟的运行,即如何使得尾鳍摆动频率提高后仍然受控。 为了解决以上问题......”。
7、“.....我们选用两块控制板,块用于与接收机通信,块用于输出控制电机用的方波信号,然后通过定方法实现两块控制板的通信,则可以完成上文中提到的无延迟控制任务。 新的控制系统硬件结构如图所示。 六通接收机天地飞通遥控器通道,镍氢电池组舵机电机驱动板电机充电接口主控电路霍尔编码器中位传感器指示灯位数据线图双板控制系统硬件结构由于采用双板控制,单片机资源充足,我们对于信号采集加用算数平均滤波算法,即单片机采集次脉宽参数,然后求取次结果的平均值,在此取。 由于函数是采用查询的方式来读取引脚状态的,所以单片机在执行函数时,不能执行北京航空航天大学毕业设计论文第页其他函数,信号为周期,每周期内只有个脉冲,所以执行次函数的所耗的时间为。 取,则通过滤波方来采集通道信号需要的时间,而且,单片机需要实时对前进速度控制通道,以及转弯通道信号进行读取......”。
8、“..... 那么,单片机读取两个通道的信号并经过滤波处理,即单片机将有以上的控制滞后。 但是,由于机器鱼游速较低,设计速度,而的滞后意味着机器鱼只有的位移偏差,而本机器鱼不需要精准的位置控制,所以的延时可以接受,并且能够保证信号采集的准确性。 由于机器鱼直行速度只分为三档,所以速度控制通道只需传递个状态,即停慢中高速。 同时转弯通道只需要个状态,即左转直行右转。 因此,两个控制板之间通信只需要传递以上个状态,理论上只要三位数据线即可完成,但是为了防止信号检测出错,转弯数据通道与速度控制通道分离,即各占两位数据线,共需位数据线即可完成通信。 控制板的四个引脚输出不同的高低电平组合,控制板读对应的引脚高低电平状态,来实现通信,由于单片机仅读取引脚电平高低......”。
9、“..... 但本机器鱼仍然存在些亟待解决的问题,这也是后续研究需要探讨的内容。 机器鱼游动过程中,艏摇问题比较严重,不但导致游动尚欠稳定,且产生较大的游动阻力,不利于机器鱼速度的提升。 解决或者减小艏摇问题可能是提高机器鱼游速的个重要途径。 机器鱼的转弯半径相比真实鱼类偏大,反映机器鱼转弯尚不够灵活。 减小转弯半径,提高机器鱼的转弯灵活性可能要从模仿真实鱼类的全柔性躯体入手,这是个值得深入研究的问题。 航行轨迹不够稳定,机器鱼很难实现长距离直线的定向游动,原因在于在设计阶段并未考虑机器鱼的方位感知和控制问题,对于更高级的智能机器鱼来说,这将成为个工作重点。 北京航空航天大学毕业设计论文第页致谢首先,感谢父母赋予了我生命,使我有机会感受这个世界的精彩,也正是你们无微不至的爱与关怀呵护了我的成长,于是我才能像现在样......”。
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