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基于冗余镜像对称并联机构的摆动推进装置游动特性研究
| 论文题名： | 基于冗余镜像对称并联机构的摆动推进装置游动特性研究 |
| 关键词： | 人造水下航行器;摆动推进装置;游动特性;镜像对称冗余驱动并联机构 |
| 摘要： | 鱼类历经上亿年的进化，拥有了理想的生理结构和高效的游动模式，获得了远优于常规人造水下航行器的游动性能和机动能力，因此仿鱼摆动推进装置已成为众多学者研究的对象。 本文将采用基于镜像对称冗余驱动并联机构的摆动推进装置来模拟真实鱼体的摆动推进。以此，首先对镜像对称冗余驱动并联机构进行了介绍和研究，主要包括两个方面：解耦和并联机构结构参数的设计计算。解耦的目的是力图使装置摆动运动时不耦合其他方向上的运动。 然后，本文对鲹科鱼类的仿生学基础进行了简要的介绍，主要对鲹科鱼类的形态学、真实鱼体的运动学进行了描述并给出了鱼体基本参数的计算方法。在此基础之上，对连续鱼体进行了离散化，得到了离散化的运动学方程，以拟合鱼体波包络线为基础，通过对串并联机构进行受力分析，最终给出了仿生摆动推进装置串并联机构的刚度设计方法。 最后，本文基于Matlab/SimMechanics软件建立了仿生摆动推进装置的仿真模型，该模型包含了其水动力学特性。通过对仿真模型中的仿真分析表明：摆动推进装置在驱动频率与刚度设计频率对应时，装置达到最佳游动性能。从而验证了刚度设计计算方法的正确性。同时，摆动推进装置共振稳态游动时最大摆幅与驱动频率无关，游动速度与驱动频率基本呈现线性正比例关系。本文对仿生摆动推进装置的实验样机进行了加工制作，进行了无水和水下的实验分析，并对实验结果进行了分析。 |
| 作者： | 胡庆刚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 姜洪洲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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