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题目:
雅宝题库答案:
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雅宝题库解析:
仿生机器鱼领域的研究主要集中在尾鳍推进模式上,而胸鳍推进模式在机动性、地面效应、稳定性、噪声等方面更胜一筹,已逐渐成为研究热点。本文以牛鼻鲼为仿生原型,以牛鼻鲼运动学研究为基础完成了机器鱼的实现及验证。1. 基于视频分析方法对牛鼻鲼胸鳍进行运动学分析,建立了胸鳍运动的简化数学模型。牛鼻鲼胸鳍运动等效为假想的矩形胸鳍展向截面运动由前往后的传递。展向截面形状可用系数随时间变化的三次函数近似描述。胸鳍上运动波数目约为0.4。2. 根据牛鼻鲼运动学研究结论设计了多鳍条驱动机构,从而主动控制机器鱼胸鳍形状,提供更好的控制灵活性。其核心为一种新颖的二级摇杆滑块机构,三个关节只需一个舵机驱动。对机构关键尺寸进行了优化,以更好的实现牛鼻鲼胸鳍运动。3. 基于遥控模式搭建了机器鱼样机平台并进行了实验与改进。机器鱼主要由多鳍条驱动机构和透水柔性蒙皮组成。蒙皮按照牛鼻鲼三维外形设计,实现形态仿生。4. 通过游动实验、机器鱼胸鳍运动分析和静水推力实验验证了设计的合理性。机器鱼最高游速为0.3m/s(0.7倍身长/秒),最小转弯半径为0,续航时间大于2小时,能实现牛鼻鲼所没有的倒游运动,倒游速度可达0.2m/s。机器鱼俯仰稳定性良好,机动性能优异,体现了胸鳍推进模式的特点。5. 牛鼻鲼胸鳍拍动具有空间不对称性,通过实验探讨了这一特殊行为的合理性。实验表明在推进性能上对称拍动优于非对称拍动,该特殊行为属于牛鼻鲼为适应生存而显现的个别特征。 |
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