1。 国内外仿生机器鱼研究的概述，研究现状及现存问题。 

2。 对鲹科类与鲸豚类尾单、双关节尾摆机构的平面运动机理进行对比分析，并由此 延伸到空间状态下的运动机理。 

3。 根据已有的设计结构提出自己的设计方案，并对机构进行运动学和动力学分析。 

4。 根据设计结构完成三维建模进行运动仿真。 

第二章鲹科类与鲸豚类的摆动方式分析对比

2。1鲹科类与鲸豚类的尾摆方式区分

 2。1。1 推进方式 

在进行比较前我们先介绍一下鱼类游动的基本特点。鱼类种类繁多，形状千差万 别，游动形态各异，我们要系统的研究这个群体，就要把它们科学的归纳，有利于我 们的研究。鱼类的推进模式可以分为四大类，鳗鲡目身体波动模式，胸鳍模式，鲹科 类模式，鲹科类加新月型尾鳍模式。每一类都有其特点。前面两种不是本课题研究内 容，所以就不再详细介绍了。鲹科类模式，这类鱼是本课题要研究的内容，这类鱼在 机动性能方面有很大优势，在推进效率和速度方面也有较好的体验；鲹科类加新月型 尾鳍模式，这类鱼群在推进效率和推进速度方面表现的最为卓越，在机动性能稍微欠 佳，如图： 

图 2。1（a）鲹科形（b）鲹科加新月形

鲹科类游动模式介于鳗鲡式和鲹科加新月形类，主要的推进力是由身体的后三分 之二提供，这也是整个身体游动时产生波动的主要部分。这些都归因于其前身刚度较 大的问题。鲔科模式（Thunniform）即鲹科加新月型模式中，身体的刚度比鲹科类和 鳗鲡式都要高，所以其推进力主要被限制在身体后三分之一部分。在后颈部和尾鳍产 生的是侧向位移，身体的前三分之二部分几乎保持刚性，其推进力的百分之九十以上 都是由具有一定刚度的尾鳍运动产生。至于鱼类游动的其他特点这里就不多介绍了， 下面开始进行鲹科类与鲸豚类的尾摆机构分析对比。 

2。1。2 尾鳍的形状比较 

鲹科类： 

大多数鲹科类尾鳍形状各异，可归结于具有对称形状的正尾形和具有不对称形状 的歪尾鳍两大类。从外观上看它们尾鳍的上下叶对称，但是其上下叶的形状和大小差 别很大，根据观察对比可以归纳出七种： 来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

图 2。2 鲹科类鱼尾形状归纳 

1。 平直类尾鳍。即图中的后四种，这类鱼的尾鳍特点近似为平直形、前凹形、后凸 形。它们的尾鳍面积一般较小，尾柄较为粗大，在游动方面，这类尾鳍能够实现 短距离游速，但是在长远距离上显得动力不足。 

2。 叉形尾鳍。这类鱼的尾鳍前体呈现出良好的低阻流线型，而且尾柄较窄。鱼游动 时大部分的推力由尾鳍提供，具有较强的游动能力，是具有中等展弦比的典型代 表。 

3。 新月形尾鳍。这类尾鳍具有较大的展弦比，尾柄收缩更为显著。使得推力系数和 效率同时得到大幅度的提升。