2。5  鱼鳍的设计 ·12

2。6  尾鳍的设计 ·12

2。6。1 仿生机器鱼的运动波函数12

2。6。2  仿生机器鱼尾鳍的运动分析 ·13

2。6。3  尾鳍的三维建模 14

2。7  机器鱼的骨架设计 ·14

2。7。1 对骨架材料的选择16

2。7。2 铝制骨架的计算检测17

2。8  外形防水设计 ·18

2。9  小结19

第三章 仿生机器鱼的控制系统 20

3。1  仿生机器鱼的运动模式 ·20

3。1。1 仿生机器鱼的游动模型20

3。251 单片机内部控制介绍21

3。2。1 51 单片机内部对定时器/计数器的控制 21

3。2。2单片机的串行口和寄存器通信方式 22

3。3  仿生机器鱼的远程操控 ·23

本次设计采用手机下载 app 进行对机器鱼程序的控制，如图： ·23

3。4  小结24

第四章 仿生机器鱼的主要功能及模块25

4。1  基本功能介绍 ·25

4。1。3GPS 定位功能展示26

4。2  蓝牙控制模块 ·27

4。3红外避障模块传感器27

4。4  制作的过程 ·28

4。4。1  结构的制作 28

4。4。2  调试结果 29

4。5  小结  30

总结31

致谢33

参考文献34

第一章绪论

1。1仿生机器鱼的概述

随着社会的进步，人类文明的发展，可开采的陆地资源日益枯竭。人类只能 从广阔的海洋索取资源。占地 70%的海洋蕴藏着丰富的矿产资源和生物资源，科 技发展的速度推动水下机器鱼和其他相关技术并驾齐驱,使其快速的进步。具有 海底勘测，海洋救捞，海底探查，以及水下跟踪探查的机器人已经成为探索海洋， 海洋方位和海洋开发的重要工具。

仿生机器鱼可以进行大规模，长时间的水下复杂工况的作业，可以进行海洋 探查，救生等诸多机动性能较高的场合。军事方面,以这种方式为动力的微型潜 艇很容易避免声纳探测和鱼雷攻击,突然袭击对方船只或基地;民用方面,可用于 水下勘探和海洋救生等。这种由螺旋桨仿生推进的变革,其重要性不逊色于飞机 喷气机时代。论文网

目前,大多数国家使用的螺旋桨推进器作为水下机器鱼的推动力,而以螺旋桨 为动力的水下机器鱼有质量过重和体积太大,瞬时性太差以及噪声过大这些难以 避免的问题。通过模仿鱼类的运动方式（鱼类通过身体摆动周围的水获得推动力， 而且对于涡流的精确控制使得他们机动性好推进效率高）来研制出高效率，机动 性好的机器鱼已经是研究人员的最求目标。

近年来,随着科学技术的快速发展,国内外学者对机器鱼的研究登上了更大的 平台上,设计了许多种新型机器鱼 。就目前形式来看，水下机器人的作业方式大 致可分为自主和遥控作业这两种方式。虽然自主作业方式拥有自主作业能力，以 其高范围高智能低费用等优点已经渐渐成为了新型水下机器人开发的方向，但还 是要无法摆脱依靠其螺旋推动，所以还是无法脱离机动性差，推进效率低等特点。 因此，人类已经把目标转向新的推进模式。

以螺旋桨为动力的机器鱼无法向真鱼那样运动推进效率可达 80%，随着研究 者对技术，传感等先进技术的不断创新突破，我相信就会有越来越多的机器人学 者从形态，功能，结构等方面对鱼类有更深入的研究，并且创新出更高效，更灵 活的水下机器人。

1。2仿生机器鱼的研究概况

1。2。1国外仿生机器鱼的研究状况