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三关节机械鱼的动力学及运动研究
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2018-02-26
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针对仿生机械鱼水下运动控制问题，通过对鱼体外形和运动模式的研究，建立了仿生机械鱼的结构模型，将其简化为3根相连的连杆组成的连杆机构，进行了动力学分析，并对第3根连杆的水动力学运动规律进行了初步分析，发现机械鱼的游动阻力与鱼在水中的面积、摆动频率、连杆长度等因素有关，适当地选择3根连杆的质量和长度可以提高机械鱼的游动速度和加速度。根据“大摆幅细长体”理论获得舵机摆动角度，采用Matlab对鱼体游动和舵机摆动进行了仿真，并进行了实验研究。仿真结果和实验结果都表明：摆动频率越快，驱动动力就越大，但会使鱼体摆幅增大，进而影响游动速度以及运动的平稳性，存在一个合理的摆动频率范围使得游动速度达到最大。
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