2国内发展现状
国内关于仿生鱼的研究是在二十世纪末开始的,在鱼类游动机理方面探讨较少,主 要在研究国外比较成熟的理论基础上来尝试构建一些实验平台。
1、哈尔滨工程大学的水下机器人技术实验室在仿生鱼方面的研究工作已经走在了国内前列,特别是在关于水动力问题上有着比较系统性的研究。把蓝鳍类的金枪鱼作为蓝本,研究制成了仿生水下机器人原理样机一“仿生一I”,它长为2.4m,最大直径约有0.62m,排水量为320kg,负载能力达7k0g, 最大潜深深度有l0m,以及装了一对联动的胸鳍和月牙形尾鳍。在体内装有两台伺服电动机,分别用来控制尾鳍的摆动和胸鳍攻角的改变,能实现直线游动、转弯和沉浮等各种动作。在循环的槽型水池中进行了顶流、系泊以及阻力实验,在船模试验水池中进行了直速前进、原地转弯、回航等试验,直航时的尾鳍摆动频是1.3Hz ,此时航速就达到1m/s,原地转弯的直径是4m,周期是50s,20s内能完成转舶1800。2003年10月,在葫芦岛上进行的海试,“仿生一I”通过了海况恶劣的考验。
2、北京航空航天大学 [12,13,14] 北京航空航天大学的机器人研究所在1999年成功研制了第一条仿生鱼机器人以来,开展了大量理论计算、平台实验、仿真分析的各种研究工作,制作和实验了多个机器鱼平台样机。例如仿鳗鱼机器鱼,长约0.08m,重为0.8kg,鱼体是一个平面6关节机构, 分别采用直流伺服电机驱动控制,运动频率2为Hz时达到最高航速0.6m/s。
存在的问题
纵观以上仿鱼机器人的研究,所研制出来的鱼机器人的游动过于机械化,自然界中 的鱼类更高效、灵活。而对尾迹流场结构即涡机构和动力学过程的研究也存在着空缺。 近十余年来,模仿不同鱼类游动的仿鱼机器人样机相继在国内外面世。目前人们对仿鱼 机器人的研究仍局限于单纯的结构仿生或功能仿生,而这种纯机械地模仿鱼的某一推进 动作是无法复现其高效的游动本领。