1. 本选题研究的目的及意义
仿生机器鱼作为机器人领域的一个重要分支,近年来受到越来越多的关注。
它结合了生物学、机械学、电子学、控制理论等多个学科,旨在模仿鱼类的游动机理和形态特征,设计出高效、灵活的水下机器人。
本选题以单关节仿生机器鱼为研究对象,对其设计方法、水动力性能以及控制策略进行深入研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,仿生机器鱼成为了国内外机器人领域的研究热点,涌现出许多优秀的研究成果。
1. 国内研究现状
国内学者在仿生机器鱼领域取得了一定的进展,特别是在机器鱼结构设计、运动控制等方面取得了一些突破。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将针对单关节仿生机器鱼的设计及其水动力性能展开深入研究,主要内容包括以下几个方面:1.仿生对象的选择与分析:选择合适的鱼类作为仿生对象,分析其体型特征、运动方式以及游动机理,为机器鱼的设计提供生物学基础。
2.机器鱼整体结构设计:根据仿生对象的特点,设计机器鱼的整体结构,包括身体外形、推进机构、控制系统等,并进行仿真分析,优化其结构参数。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值仿真和实验研究相结合的方法,开展以下研究工作:1.文献调研阶段:查阅国内外相关文献,了解仿生机器鱼、水下机器人等领域的研究现状、发展趋势以及关键技术,为本研究提供理论基础和技术参考。
2.仿生对象分析与结构设计阶段:选择合适的鱼类作为仿生对象,分析其体型特征、运动方式以及游动机理,在此基础上,设计机器鱼的整体结构,包括身体外形、推进机构、控制系统等。
3.数值仿真阶段:利用专业仿真软件,对机器鱼的运动性能进行仿真分析,优化其结构参数和运动控制策略,提高其游动速度、效率和稳定性。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.提出一种新型的单关节仿生推进机构设计方案,相较于传统的仿生推进机构,该方案结构更加简单、易于控制,且具有更高的推进效率。
2.建立了单关节仿生机器鱼的运动学和动力学模型,并结合计算流体力学(CFD)仿真,对机器鱼的水动力性能进行深入分析,为机器鱼的设计优化提供了理论依据。
3.通过实验测试,验证了所提出的设计方案和控制策略的有效性,并对机器鱼的性能进行了评估,为后续研究提供了参考。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1.王硕,张宇,李天舒,等.仿生机器鱼研究现状与发展趋势[J].机械工程学报,2021,57(16):1-23.
2.李俊杰,侯旭,符峰,等.机器鱼推进机理及仿生推进研究进展[J].机器人,2021,43(04):500-517.
3.唐宇,何春,杨廷俊,等.仿生机器鱼研究现状与关键技术分析[J].机械设计与制造,2021(02):27-33.
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