一种2自由度胸鳍推进仿生箱鲀机器鱼转弯特性研究

来源：机器人杂志2016年第5期北京时间：

作者：李宗刚, 马伟俊, 葛立明, 杜亚江

摘要：以2自由度胸鳍推进仿生箱鲀机器鱼为对象，研究其在单侧胸鳍推进、两侧胸鳍协同推进、以及单侧胸鳍与尾鳍协同推进等3种情形下的转弯特性．首先给出了胸鳍和尾鳍的正弦运动规律，并建立了3种情形下的转弯水动力学模型．然后利用数值方法分析了单侧胸鳍推进、单侧胸鳍/尾鳍协同推进时机器鱼实现给定半径转弯，以及两侧胸鳍协同推进时机器鱼实现原地转弯的特性，并给出了相应的转弯条件．实验结果表明，单侧胸鳍/尾鳍协同推进时的平均转弯角速度为0.26rad/s；单侧胸鳍推进时的最大转弯角速度为0.314rad/s，最小转弯半径为0.74倍体长；双侧胸鳍协同推进时原地转弯平均角速度为0.42rad/s．与现有结果相比，所设计机器鱼转弯方式更为丰富，转弯机动性和转弯角速度较高．

关键词：仿生箱鲀机器鱼, 2自由度胸鳍, 水动力学分析, 转弯特性, 协同推进