尾擺式推進系統(tǒng)理論及實驗研究.pdf

1、從上世紀五六十年代以來，海洋開發(fā)為仿魚推進的研究與發(fā)展注入了強勁的動力。隨著我國海洋戰(zhàn)略的提出，水面/水下推進系統(tǒng)方面的研究力度日益深入。與現(xiàn)有的螺旋槳推進方式相比，魚類出色的游動能力引起了國內(nèi)外學者廣泛的關(guān)注。尾擺式推進作為仿魚推進的一種主要推進模式，其推進力大、推進效率高以及易于推廣應(yīng)用的游動特點使其成為仿魚推進領(lǐng)域的研究熱點。本文以尾擺式推進方式中最具代表性的鯵科模式為仿生對象，基于直線型內(nèi)擺線行星輪系的運動特點，從易于推廣應(yīng)用的

2、運動和傳動集成角度開展尾擺式推進系統(tǒng)的樣機制作及實驗研究，具體的研究內(nèi)容包括以下幾點工作：
　　1、基于電機+機械傳動裝置實現(xiàn)易于推廣的尾擺式推進仿生原理，在對鯵科魚類的觀測和分析研究基礎(chǔ)上，結(jié)合黑箱設(shè)計方法，提出了以直線型內(nèi)擺線行星輪系實現(xiàn)仿鯵科魚類游動的設(shè)想；在雙關(guān)節(jié)尾鰭平面復合運動特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合平面連桿機構(gòu)構(gòu)成運動三角形，通過和活魚的尾鰭運動相擬合，設(shè)計了基于直線型內(nèi)擺線行星輪系的雙關(guān)節(jié)尾擺式推進系統(tǒng)。
　　2、根

3、據(jù)直線型內(nèi)擺線尾擺式推進系統(tǒng)的設(shè)計方案，開展該尾擺推進系統(tǒng)樣機的開發(fā)，主要包含推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)控制研究。在推進系統(tǒng)的機構(gòu)原理基礎(chǔ)上，完成推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維造型，采用運動仿真初步檢驗結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性；針對尾擺式推進系統(tǒng)的驅(qū)動方式，開展基于QZ-DCC9010直流伺服電機控制器的硬件電路設(shè)計；在結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，最終完成推進系統(tǒng)的樣機設(shè)計與制造。
　　3、鯵科尾鰭推進力的來源主要有升力作用、尾渦作用和前緣吸