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畢業(yè)設計（論文）
相關資料
題目： 多關節(jié)魚形機器人設計
信機 系 機械工程及自動化專業(yè)
學 號：
學生姓名：
指導教師：
目 錄
一、畢業(yè)設計（論文）開題報告
二、畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯及原文
三、學生“畢業(yè)論文（論文）計劃、進度、檢查及落實表”
四、實習鑒定表
畢業(yè)設計（論文）
開題報告
題目： 多關節(jié)魚形機器人設計
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
學 號：
學生姓名：
指導教師：
課題來源
水下機器人在海洋環(huán)境研究、海洋資源探測和開發(fā)等民用領域和海洋軍事方面具有廣闊的應用前景和巨大的潛在價值。
科學依據（包括課題的科學意義；國內外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應用前景等）
隨著人類的發(fā)展，對資源的需求不斷增加。陸上資源的日益緊缺，讓我們把目光投向海洋。21世紀是海洋開發(fā)的世紀，水下機器人在海洋環(huán)境研究、海洋資源探測和開發(fā)等民用領域和海洋軍事方面具有廣闊的應用前景和巨大的潛在價值，吸引了人們更多的注意力。利用仿生學原理，開發(fā)類似海豚或金槍魚的操縱與推進技術是一個很有前途的研究方向之一。
上世紀三十年代起，人類開始對魚類游動進行觀察，提出了大量關于魚類游動機理的解釋。近年來，隨著人類對魚類游動機理了解的加深，同時伴隨著仿生學、流體力學、機器人學的進步，計算機、傳感器和智能控制技術的快速發(fā)展，以及新型材料的不斷涌現(xiàn)，對仿生水下機器人技術的研究達到了一個新的頂峰，涌現(xiàn)了大量基于魚類游動機理的仿生水下機器人。
研究內容
1.魚的外形設計，本設計是以金槍魚為模型，要盡量達到其仿真效果
2.魚體內部各部分的位置安排，保證機器魚在水里能平穩(wěn)游動
3.控制部分的設計，達到每秒鐘魚尾擺動 4次的頻率
4.計算部分，包括浮力中心和重力中心的計算，推進力和阻力的計算，各個翻轉力矩的計算。
擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析
（1）實驗方案
對機器人進行整體設計，擬定其傳動部分的結構、轉速等，使其能夠半自動的進行運轉。
（2）研究方法
① 用ＣＡＤ進行二維畫圖，對機器人結構有個全面的了解。
② 對機器人的傳動部分進行計算與結構設計，使其提供合適的動力。
研究計劃及預期成果
研究計劃：
2012年10月12日-2012年12月31日：按照任務書要求查閱論文相關參考資料，完成畢業(yè)設計開題報告書。
2013年1月1日-2013年1月27日：學習并翻譯一篇與畢業(yè)設計相關的英文材料。
2013年1月28日-2013年3月3日：畢業(yè)實習。
2013年3月4日-2013年3月31日：機器人傳動系統(tǒng)計算和總體結構設計。
2013年4月1日-2013年4月14日：傳動體設計。
2013年4月15日-2013年4月28日：零件圖及三維畫圖設計。
2013年4月29日-2013年5月21日：畢業(yè)論文撰寫和修改工作。
預期成果：
達到預期的畢業(yè)設計要求，設計出的魚形機器人機器人可以快速平穩(wěn)的進行游動，并且傳動簡單緊湊、滿足工作要求。
特色或創(chuàng)新之處
與傳統(tǒng)的螺旋槳推進器相比仿魚鰭推進器具有如下特點:
(1)能源利用率高，初步試驗表明，采用仿魚鰭水下推進器比常規(guī)推進器的效率可提高30-100%。從長遠看，仿魚鰭的水下推進器可以大大節(jié)省能量，提高能源的利用率，從而延長水下作業(yè)時間。
(2)使流體性能更加完善，魚類尾鰭擺動產生的尾流具有推進作用，可使其具有更加理想的流體力學性能。
(3)提高水下運動裝置的機動性能，采用仿魚鰭水下推進器可提高運動裝置的啟動、加速和轉向性能。
(4)可減低噪聲和保護環(huán)境，仿魚鰭推進器運行時的噪聲比螺旋槳運行時的噪聲要低的多，不易被對方聲納發(fā)現(xiàn)和識別，有利于突防，具有重要的軍事價值。
(5)實現(xiàn)了推進器與舵的統(tǒng)一，仿魚鰭推進器的應用將改變目前螺旋槳推進器與舵機系統(tǒng)分開，功能單一，結構龐大，機構復雜的情況，實現(xiàn)漿一舵功能和二為一，從而可精簡結構和系統(tǒng)，簡化制造工藝，并降低成本和造價，具有重大的現(xiàn)實意義和使用價值。
(6)可采用多種馭動方式，對于應用于船舶、游艇等方面的仿魚鰭推進器可采用機械驅動，也可采用液壓驅動和氣壓驅動，以及混合驅動方式:對于小型水下運動裝置，可采用形狀記憶合金、人造合成肌肉以及壓電瓷等多種驅動元件。
已具備的條件和尚需解決的問題
① 設計方案思路已經明確，已經具備機械設計能力和機器人設計方案。
② 進行結構設計的能力尚需加強。
指導教師意見
此處日期2011年11月14日-2010年11月18日之間
指導教師簽名：
年 月 日
教研室（學科組、研究所）意見
教研室主任簽名：
年 月 日
系意見
主管領導簽名：
年 月 日