线驱动仿海豹尾部推进机构设计与运动学分析

仿生推进由于具有速度快、效率高、机动性好、噪声污染低等优势,在水下机器人领域备受青睐.基于对海豹尾部生物结构及运动特征的研究,提出并设计了一种基于线驱动原理并结合柔性铰链机构的仿海豹尾部摆动推进机构.该机构包括脊椎框架单元、骨盆单元、胫骨单元以及柔性尾鳍单元,其关节采用柔性铰链,并通过两侧弹性元件的对称布置,可实现由单一舵机驱动仿生推进机构实现周期性摆动动作.采用D-H参数法对推进机构进行运动学分析,确定了推进机构尾鳍末端点在世界坐标系中的坐标,研究了仿生推进机构等效连杆摆角参数(摆动角、摆动幅值、初始角)对推进机构摆动幅值的影响规律.根据运动学分析结果,采用序列二次规划法对设计的仿生推进机构等效连杆摆角参数进行了优化,获得了与海豹尾部摆动幅值一致的最佳运动参数;在与海豹相同的游动速度下,推进机构尾鳍末端点的摆动轨迹与生物海豹的摆动轨迹基本吻合,验证了优化分析的正确性.在空气中进行原理样机摆动实验,通过摄像机连续拍摄的运动序列图,获得了实验样机尾鳍的摆动轨迹拟合曲线,与优化后的理论曲线对比,进一步验证了仿海豹尾部推进机构设计与分析的正确性.     

仿鱼推进的实验研究

模仿金枪鱼的摆尾推进方式,制作了单尾仿生机器鱼.实验测量了机器鱼的航行速度、阻力和系泊状态时尾鳍摆动产生的推力.针对单尾鳍摆动存在的机器鱼的摇艏问题,进一步设计出双尾鳍仿鱼推进器,并将其应用于小水线面双体船,制作了仿生双尾推进的实验平台.在水池中进行了实验研究,结果表明:仿生双尾推进不仅解决了单尾机器鱼游动时的鱼体晃动问题,而且还具有优良的推进效率和操纵性能.作为一种新型的仿生推进器,仿生双尾推进具有广阔的工程应用前景.     

一种新型微型仿生机器鱼控制系统的设计

针对ICPF（ionic conducting polymer film）驱动的微型智能仿生机器鱼进行研究.以鱼类为仿生对象,通过对鱼类游动机理的仿生学研究,设计了鱼形结构的主体框架、两自由度的胸鳍和尾鳍推进机构及基于AVR单片机的机器鱼硬件控制系统.针对微型仿生鱼运动特点,设计了直线巡游和转弯运动等运动模式及自动避障功能.最后建立了仿生机器鱼实验系统,进行了仿生机器鱼驱动性能测试和推进实验,实现了仿生机器鱼的避障功能,验证了系统设计的可行性.     

新型仿生介入机器人推进方式

生物管腔中运行的微型机器人驱动机理研究是当前机器人研究的一个热点．为研究适合于充满液体的生物管腔的微型管道介入机器人，基于精子的运动原理，提出一种机器人游动推进方案，建立了游动机器人动力学模型，对该推进方式进行了仿真分析计算．为证明该推进方案的可行性，制作了一个大尺度的机器人实验样机模型．实验表明：实验的结果符合理论的规律，从而证明理论的正确，该推进方式是可行的．     

仿生机械学发展综述

仿生机械是通过研究和探讨生物机制,仿照生物外形、结构或者功能而设计改进的机械。目前仿生机械设计已广泛应用于传感器、新材料等领域,取得了很大进展。本文分别从抓取功能、移动功能、飞行功能、游动功能及其它功能的角度,对仿生机械学的发展状况做出综述。     

仿生海龟前肢推进装置

本作品目的在于研制出一种新型的推进装置，以适用于水下机器人。利用仿生学原理，以海龟水翼法游动为原型，开发出仿海龟水翼法游动的新型水下推进装置。仿生海龟的水翼法游动形式是本作品的关键技术。其运动的平稳性、可控性为其主要技术指标。目前的水下机器人大多有速度慢、效率低、运动姿态简单、     

仿生机械学发展综述

仿生机械是通过研究和探讨生物机制,仿照生物外形、结构或者功能而设计改进的机械。目前仿生机械设计已广泛应用于传感器、新材料等领域,取得了很大进展。本文分别从抓取功能、移动功能、飞行功能、游动功能及其它功能的角度,对仿生机械学的发展状况做出综述。     

机器海豚的机构设计与运动控制

研制了一种装配有机械鳍肢的新型仿生机器海豚系统。根据海豚典型的背腹式推进的特点,提出一种工程化的推进模型。机器海豚的运动被建模为三节的摆动运动：刚性头部、弹性软体和摆动的尾叶。用一个串联的、多关节的上下摆动机构来实现背腹式运动,用左右摆动的转弯机构和两自由度运动的鳍肢机构来实现机动运动。在此基础上,开发研制了机器海豚样机。实验结果验证了背腹式游动在推进和机动运动中的有效性。     

仿青蛙游动软体机器人控制系统设计

控制系统是机器人实现运动的关键.通过对所设计的由气动软体致动器驱动的仿青蛙游动软体机器人的机械结构和其仿生游动功能需求的分析,建立气动系统和电气系统,并通过Labview编写上位机软件,采用无线通讯的方式实现对仿青蛙游动软体机器人的远程调控以及数据采集,避免外接线束和管路对仿青蛙游动软体机器人运动的干扰,方便对仿青蛙游动软体机器人运动性能进行测试.经过实验验证,所设计的控制系统性能稳定、工作可靠,完全满足仿青蛙游动软体机器人的功能需求.     

仿生机器鱼的水下探测和避障控制

文章提出了一种集成多红外测距传感器、GPS定位器、CMOS摄像头的仿生机器鱼,建立了仿生机器鱼传感器网络,设计了机器鱼的机构组成和技术参数,制定了一种仿生机器鱼游动规则库和控制方法,定义了10种机器鱼基本运动形式和几种转弯模式,使其在设定的游动规则中自主游动,主动避障,探测水下情况,实验验证了其有效性。     

波动薄板游动的展向变形作用和壁面效应

采用非定常势流理论对鱼类的尾鳍摆动推进功能进行了一系列的分析。着重考察了尾鳍展向变形对中等以上展弦比的尾鳍作纵向波动时的推进性能的影响,以及底栖鱼类近底游动时的壁面效应。     

无缆微型仿鱼泳动机器人的设计与运动分析

根据鱼类的游动推进原理,提出一种基于螺线管线圈结构的外磁场驱动微型仿鱼机器人的设计方案,构建了其实验控制系统,分析了机器人在液体中的推进力和动力学模型,以及尾鳍对其推进性能的影响。实验结果表明,不同的尾鳍摆动频率和尾鳍长度对推进速度有很大影响,其运动速度随驱动频率的增大而逐步增大,但当驱动频率大于7 Hz时运动速度减慢。实验结果与理论分析相一致。     

光纤—数字散斑相关方法的原理和应用

对光导纤维—数字散斑相关方法进行了详细的理论分析和实验研究。作者根据相关搜索法的基本思想．按照ＭＳ４２１３型图像板的存取模式，用Ｃ语言编写了专门的相关识别程序。利用光纤完成了刚体（定轴转动圆盘）全场位移测量和变形体（三点弯曲梁）挠度全场测量的两个验证性实验，实验结果与理论值吻合较好。     

纤维和纱线扭转性能及扭应力松弛行为的研究综述

就纱线的扭转性能的测试方法及原理、实验和理论方面的研究成果作了回顾。测试纱线扭转性能的原理基本上为扭摆法和扭力秤法。对于纱线的扭矩大小、扭应力松弛等性能，研究者更多的是用实验手段来研究。腾纱线的扭转力学性能的理论研究主要是应用弹性力学或能量法，并结合理想螺旋线模型进行研究。复合纱线的扭转性能的实验和理论研究工作几乎很少有研究报道。     

钢筋混凝土基础的冲切强度试验研究

本文从２４个钢筋混凝土试件试验结果，对基础的冲切破坏特征及影响冲切强度的主要因素进 行探讨，提出了冲切强度的理论公式，以及实用的简化公式，经计算比较，理论公式与试验结果 基本吻合，而简化计算公式与试验结果符合也良好。     

远场法测量单模光纤参数

本文描述的单模光纤参数测量的远场法具有一次实验便可确定单模光纤归一化频率、纤芯直径和数值孔径这三个主要参数之特点.本文给出了远场法的理论推导、实验方法和实际光纤的测量结果.     

花样游泳项目强国与中国核心力量训练方法的比较研究

以中国花样游泳队及外国优秀花样游泳运动队为研究对象,以身体核心力量训练方法为研究核心,采用文献资料法、问卷调查法、跟踪观察法、逻辑分析法、对比分析法,对中国队进行核心力量训练的情况进行简要分析,并根据中国花样游泳队学习和吸纳不同国家的训练方法的经验,对3个世界花样游泳强国与中国队在训练方法、强度、效果上的差异进行了比较研究。     

直接驱动机器人轴角的精密测量系统

高精度轴角测量是直接驱动机器人系统的关键，文中使用以多极旋转变压器为测量元件测量直接驱动机器人的关节角，并在理论分析和实验的基础上对该方法存在的测量误差进行了修正，以实现对轴角的精密测量。     

磁座对压电式加速度传感器安装传递系数的影响研究

在井眼碰撞预警地面监测中,安装于邻井套管头的压电式加速度传感器采用磁座安装方式,针对磁座安装对信号传递效果的影响,从理论分析和检测实验两方面进行了研究。首先分析了压电式加速度传感器结构原理,推导出其在磁座安装测量条件下的力学模型,基于模型计算得到不同信号频率下的理论安装传递系数,然后通过传感器磁座安装振动台检测实验,获得安装传递系数实验值。对比分析实验结果与理论计算结果之间的误差及误差存在的原因,在此基础上引入安装传递系数的修正系数,最后提出由传感器测量值计算套管头振动输入量的方法,能够克服磁座安装对信号传递的影响,进而提高井眼碰撞的监测精度。