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仿生机器鱼原理及应用(智能仿生鱼设备)

仿生机器鱼原理及应用(智能仿生鱼设备)

更新时间:2025-06-30 22:31:41

仿生机器鱼原理及应用

原理,参照鱼类游动的推进机理,利用机械、电子元器件或智能材料来实现水下推动的运动装置。

应用,在生物研究领域,它可以辅助研究鱼类游动机理,探索鱼群效应等鱼游生物学现象;在工程领域,它可以在狭窄或危险的水下环境中开展水质监测、救捞、考古、设备检修、海洋地图测绘、海洋生物拍摄、可燃冰探测等工作。它还可以在海洋馆中代替珍稀野生鱼类以供科普。一些企业也从中获得启发,比如丰田汽车利用箱鲀构造生产车型。

【仿生鱼原理】

仿生机器鱼主要是模仿机器鱼的外形和运动规律,尽心环境数据收集。其模仿鱼类外形和运动规律的目的是为了实现鱼类高效的游动效率和良好的机动性。所以在仿生方面尤其注意鱼体和鱼鳍的模仿和控制。鱼主要有背鳍、胸鳍、腹鳍、臀鳍和尾鳍。

胸鳍:它的基本功能为运动、平衡和掌握运动方向。

腹鳍:主要协助背鳍、臀鳍维持鱼体的平衡,并有辅助鱼体升降和拐弯功能。

尾鳍:有平衡、推进和转向的作用,尾的扭曲和伸直使鱼体产生前进运动。

鱼类的运动方式主要为波浪式运动,或称游泳。借助于连续的肌节收缩与舒张,从头部开始的收缩在身体两侧交替进行,形成波浪式的传递,使收缩波传向尾部,身体则向收缩的一侧弯曲使成S型。收缩在尾部结束,尾部将收缩的力传给水,这个力被水以同等大小、但方向相反的反作用力作用于尾部。这个力向前的分力是鱼体向前运动的主要推进力。

【运动实现方式】

仿生机器鱼的推进方式主要有两种:摆动式和波动式。

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