用于水生生物研究的仿生机器鱼设计与仿真

在水生生物研究应用中，与螺旋桨驱动的 ROV 和伺服电机驱动的机器鱼相比，采用软驱动结构的新型仿生机器鱼设计能够与水生生物近距离互动，并记录真实的栖息环境与行为。本最终项目报告介绍了一款由液压软执行器驱动、 capable of swimming along the 3D trajectory 的用于水生生物研究的机器鱼的详细设计过程。该机器鱼基于现有设计的优缺点分析而设计。除关键部件的机械与电子设计及制造方法外，还设计了一种简化的开环控制算法，以在 Proteus 仿真环境中检验应用板和微控制器的功能。作为机器鱼的关键部件，进行了有限元方法（FEM）仿真以可视化软执行器在不同压力下的变形，从而验证设计。还进行了计算流体动力学（CFD）仿真以提升机器鱼外形的水动力效率。尽管受疫情影响了物理制造，仿真显示在控制、驱动和水动力效率方面总体表现良好。