1。2 国内外研究现状和发展趋势

1。2。1鱼类游动机理研究进展 

1。2。2国外研究现状

1。2。3国内研究现状

1。2。4 机器鱼研究的技术难点

1。3 研究目的和意义及本文主要内容

1。3。1 研究目的和意义

随着世界人口的不断增长以及社会的不断发展，人类对于各种资源的需求量也在日益增长。陆地资源已经渐渐无法满足人们的需求，可预见的，如果人类无法尽快找到获取各种资源的其他的途径，陆地资源将会很快面临枯竭的那一天。因此，许多研究人员便逐渐将目光集中在了海洋上。3。6亿平方千米的海洋占据地球总面积的71%，并且海洋中存有丰富的石油、天然气、金属矿等资源。然而，一个严峻的问题也是人们不得不面对的，那便是海洋资源如何勘探与开采的难题。水下机器人便逐渐成为各个国家的研究热点之一。传统的水下机器人多采用的是喷射推进和螺旋桨推进两种方式。这两种技术已经在实践中展现了不可替代的作用，并且各项技术也已经相对达到完善。但不可否认的，这两种技术任然存在着一些问题，例如噪声较大、对环境危害大、灵活性达不到要求、结构尺寸与质量过大等。论文网

数百万年来，在自然选择的压力下，鱼已经形成了属于它们自己的一种完善的独特形态与运动方式。他们在长时间高速游动时效率非常高，据研究，鱼体摆动时产生的推力和水给予它的阻力，比我们最好的螺旋桨驱动的水下机器人都要有效的多。并且他们拥有极强的环境适应能力，能够在较小的空间内快速完成转弯等动作。这些优点很快便引起了科学家们重点关注。随后，各种仿鱼类的水下机器人便接连问世。机器鱼的出现，对人们更好地使用海洋资源，缓解世界资源贫乏具有重大意义。

 机器鱼研究的实际意义与价值主要体现在：

（1）运用机器鱼能够更好地勘测、开采资源，寻找与检测海洋中受污染的海域，还可以勘探海底地形与海洋救援，多种水下机器人已经在实际中实现了这些功能，而灵活高效的仿生机器鱼更是能够完成一些其他水下机器人无法完成的任务。

（2）提高水下机器人的灵活性与高效性。根据真实鱼类研制出的机器鱼拥有较高的效率和较快的速度，通过模拟真实鱼尾鳍的摆动原理，使得水下机器鱼的运动更加符合流体力学原理，拥有更高的转向和加速能力，使游动的效率更高，这会是水下机器人的一次大变革。

（3）拥有极高的军事运用价值。因为它通过尾鳍摆动实现运动，从而完美的解决了螺旋桨噪声大、对周围环境扰动大与可靠性能差等一些问题。以这种方式前进的微型潜水艇便能够巧妙地避过声呐的检测和鱼雷的攻击，能够更好的完成侦察的任务，在海洋军事领域中拥有至关重要的作用。

1。3。2 本文主要内容

本文主要工作内容有以下几点：

1。驱动机构的设计及结构优化

根据给出的尾鳍运动参数的要求，设计出一个能够实现尾鳍运动要求的驱动机构。计算出机构杆长与运动关系之间的关系，然后应用MATLAB强大的计算功能，计算出在约束条件下，各个杆长的最优解，从而达到对驱动结构进行结构优化设计的目的。

2。机器鱼尾鳍控制系统的设计

首先对机器鱼尾鳍控制系统进行总体设计。根据设计方案及机器鱼运动要求对控制系统各个模块进行逐一地选型。将各个模块进行连接后，根据总体流程图，对程序进行编写，以完成对机器鱼进行各种运动方式的控制与转换。