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畢業(yè)設(shè)計（論文）
相關(guān)資料
題目： 多關(guān)節(jié)魚形機器人設(shè)計
信機 系 機械工程及自動化專業(yè)
學(xué) 號：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
目 錄
一、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
二、畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯及原文
三、學(xué)生“畢業(yè)論文（論文）計劃、進度、檢查及落實表”
四、實習(xí)鑒定表
畢業(yè)設(shè)計（論文）
開題報告
題目： 多關(guān)節(jié)魚形機器人設(shè)計
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
學(xué) 號：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)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(lǐng)域和海洋軍事方面具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在價值。
科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應(yīng)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(jì)是海洋開發(fā)的世紀(jì)，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(lǐng)域和海洋軍事方面具有廣闊的應(yīng)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(xué)原理，開發(fā)類似海豚或金槍魚的操縱與推進技術(shù)是一個很有前途的研究方向之一。
上世紀(jì)三十年代起，人類開始對魚類游動進行觀察，提出了大量關(guān)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(xué)、流體力學(xué)、機器人學(xué)的進步，計算機、傳感器和智能控制技術(shù)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(shù)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(nèi)容
1.魚的外形設(shè)計，本設(shè)計是以金槍魚為模型，要盡量達到其仿真效果
2.魚體內(nèi)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(shè)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(zhuǎn)力矩的計算。
擬采取的研究方法、技術(shù)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(shè)計，擬定其傳動部分的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速等，使其能夠半自動的進行運轉(zhuǎn)。
（2）研究方法
① 用ＣＡＤ進行二維畫圖，對機器人結(jié)構(gòu)有個全面的了解。
② 對機器人的傳動部分進行計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其提供合適的動力。
研究計劃及預(yù)期成果
研究計劃：
2012年10月12日-2012年12月31日：按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，完成畢業(yè)設(shè)計開題報告書。
2013年1月1日-2013年1月27日：學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的英文材料。
2013年1月28日-2013年3月3日：畢業(yè)實習(xí)。
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(jié)構(gòu)設(shè)計。
2013年4月1日-2013年4月14日：傳動體設(shè)計。
2013年4月15日-2013年4月28日：零件圖及三維畫圖設(shè)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(yù)期成果：
達到預(yù)期的畢業(yè)設(shè)計要求，設(shè)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(chǎn)生的尾流具有推進作用，可使其具有更加理想的流體力學(xué)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(zhuǎn)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(yīng)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(jié)構(gòu)龐大，機構(gòu)復(fù)雜的情況，實現(xiàn)漿一舵功能和二為一，從而可精簡結(jié)構(gòu)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(yīng)用于船舶、游艇等方面的仿魚鰭推進器可采用機械驅(qū)動，也可采用液壓驅(qū)動和氣壓驅(qū)動，以及混合驅(qū)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(qū)動元件。
已具備的條件和尚需解決的問題
① 設(shè)計方案思路已經(jīng)明確，已經(jīng)具備機械設(shè)計能力和機器人設(shè)計方案。
② 進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力尚需加強。
指導(dǎo)教師意見
此處日期2011年11月14日-2010年11月18日之間
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室（學(xué)科組、研究所）意見
教研室主任簽名：
年 月 日
系意見
主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：
年 月 日