仿生机器鱼三维仿真分析

学校代码：11517

学号：0708071012

HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING

毕业设计

题目仿生机器鱼三维仿真分析

学生姓名刘欢乐

专业班级机械设计制造及自动化0701

学号0708071012

系（部）机械工程系

指导教师(职称) 王新莉（教授）孟凯（助教）

完成时间 2011年5月25日

河南工程学院论文版权使用授权书

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年月日

河南工程学院毕业设计(论文)原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。

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年月日

河南工程学院

毕业设计（论文）任务书

题目仿生机器鱼三维仿真分析

专业机械设计制造及自动化学号0708071012姓名刘欢乐

主要内容、基本要求、主要参考资料等：

选题背景：

鱼形机器人不仅可以用于水下考古、水中摄影、探查狭窄水道、测绘海底地形地貌，还可进行水中养殖和捕捞，并作为水下微小型运载工具，在抢险搜救等工作中发挥重要作用。

主要内容：

设计一款机器鱼的执行机构，对设计的机构进行三维仿真研究。

基本要求：

建立三维模型，进行仿真研究，完成实物制作，提交设计说明书等设计相关资料。主要参考资料：

机电一体化系统设计

传感器技术

机器人技术

机构设计

相关科研论文10篇

完成期限：

指导教师签名：

专业负责人签名：

年月日

目录

摘要 ................................................................ I ABSTRACT............................................................. II 1 引言 . (1)

1.1 本文研究的目的及意义 (3)

1.2 国内外研究现状 (4)

1.2.1 国内研究现状 (4)

1.2.2 国外研究现状 (6)

1.3 论文的主要研究内容 (8)

2 仿生机器鱼的机构设计概况 (9)

2.1 仿生机器鱼的机构 (9)

2.2 舵机设置 (10)

3 仿生机器鱼的三维建模与运动分析 (12)

3.1 建模软件的选取 (12)

3.2 仿生机器鱼的三维实体建模 (13)

3.2.1 仿生机器鱼鱼头和鱼尾的三维建模 (14)

3.2.2 仿生机器鱼鱼身的三维建模 (15)

3.2.3 虚拟装配 (17)

3.3 仿生机器鱼的运动分析 (17)

4 仿生机器鱼的三维仿真实现 (19)

4.1 仿生机器鱼三维仿真的简介 (19)

4.2 仿生机器鱼三维仿真 (20)

结论与展望 (25)

毕业设计工作总结 (27)

致谢 (28)

参考文献 (29)

仿生机器鱼三维仿真分析

摘要

本文首先对小型鱼类现有的研究进行了描述，表明了鱼类在水下的优势对仿生机器鱼的研究发展将起到重要作用。在此基础上并结合自己的实际情况设计了机器鱼的机械结构及控制系统，并进行了三维建模与运动仿真。机械结构采用三块舵机串联的形式实现尾鳍运动，以实现鱼身的游动，同时设计了简单的尾部机构，以辅助鱼身的运动。控制系统采用舵机控制器为核心控制器，并详细介绍了控制系统的软、硬件设计。最后，对机器鱼进行了运动分析，用三维建模软件solidworks进行了机器鱼的建模和仿真，结果表明，我们研制的仿生机器鱼在水中的运动能实现鱼类的基本游动动作，容易实现机器鱼游动中姿态间的转换，控制效果较好，达到了设计要求。

关键词机器鱼；舵机；建模；运动分析；三维仿真

SYSTEM DESIGN OF BIOMIMETIC ROBOT FISH

ABSTRACT

Firstly, the existing research on small fishes are described, shows the advantages of fish in the underwater bionic robotic fish research and development will play an important role.On this basis, combined with the actual situation of their own robotic fish designed the mechanical structure and control systems, and conducted three-dimensional modeling and motion simulation.Mechanical structure with three tail fin rudder movement is implemented in series to achieve the fish's swimming, while the rear design of a simple body to assist the movement of fish. Steering gear control system controller as the core controller, and a detailed description of the control system software and hardware design. Finally, the movement of the robotic fish were analyzed, using three-dimensional modeling software for the robotic fish solidworks modeling and simulation results show that we have developed bionic robotic fish in the water movement to achieve the basic swimming movements of fish, easy to robotic fish swimming in the attitude to achieve the conversion between the control better, meets the design requirements.

KEY WORDS robot fish ,servo ,modeling ,motion analysis ,

three-dimensional simulation