上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》教学资源_教学课件_水下前沿

上游充鱼大￥ 上海交通大学通识教育课程 力学仿生一启示与探索 第三章仿生前沿（水下） 教师： 林志良 电话： 13818699009 地址： 木兰楼B429 Email: linzhiliang@sjtu.edu.cn 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 2018年4月

上海交通大学通识教育课程 力学仿生 —— 启示与探索 教师： 林志良 电话： 13818699009 地址： 木兰楼B429 Email： linzhiliang@sjtu.edu.cn 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 2018年4月

本节内容 一、水下仿生机器人国内外研究现状 二、中央鳍/对鳍推进模式的仿生机器人的发展 三、水下仿生机器人研究的关键问题 四、水下仿生机器人的发展趋势

本节内容 一、水下仿生机器人国内外研究现状 二、中央鳍/对鳍推进模式的仿生机器人的发展 三、水下仿生机器人研究的关键问题 四、水下仿生机器人的发展趋势

一、水下仿生机器人国内外研究现状 仿生水下机器人是模仿自然界中水生生物的游动模 式和推进方式设计而成的可在水体环境下作业的机器人 ,充裕的水生生物资源为水下仿生机器人的运动模式、 操作策略、抗压和减阻设计以及水下导航等提供了丰富 的启示。 水下仿生机器人 3

一、水下仿生机器人国内外研究现状 3 仿生水下机器人是模仿自然界中水生生物的游动模 式和推进方式设计而成的可在水体环境下作业的机器人 ，充裕的水生生物资源为水下仿生机器人的运动模式、 操作策略、抗压和减阻设计以及水下导航等提供了丰富 的启示。 水下仿生机器人

一、水下仿生机器人国内外研究现状 目前，无人水下机器人(UUV,Unmanned Underwater Vehicle)得到了比较广泛的应用，而作为无人水下机器人 的一个分支，自主水下机器人(AUV,Autonomous Underwater Vehicle)发展迅速 Irobot.ofweak.com 机器人网 水下仿生机器人 4

一、水下仿生机器人国内外研究现状 4 目前，无人水下机器人(UUV，Unmanned Underwater Vehicle)得到了比较广泛的应用，而作为无人水下机器人 的一个分支，自主水下机器人(AUV，Autonomous Underwater Vehicle)发展迅速。 水下仿生机器人

一、水下仿生机器人国内外研究现状 美国东北大学海洋科学中心研制出鳗鲡模式游动 的机器七鳃鳗。利用电流加热的10条直径250um的 TNi基形状记忆合金(SMA)丝作为驱动器，结构简单 ,游动时无噪声，具有极佳的隐蔽性能。 (2000) 鳗鱼 机器鳗鱼 5 http://haokan.baidu.com/v?pd=wisenatural&vid=18273322884173687081

一、水下仿生机器人国内外研究现状 5 鳗鱼 机器鳗鱼 美国东北大学海洋科学中心研制出鳗鲡模式游动 的机器七鳃鳗。利用电流加热的10条直径250μm的 TiNi基形状记忆合金(SMA)丝作为驱动器，结构简单 ，游动时无噪声，具有极佳的隐蔽性能。（2000） http://haokan.baidu.com/v?pd=wisenatural&vid=18273322884173687081

一、水下仿生机器人国内外研究现状 东北大学研制了采用离子交换聚合金属材料(PMC) 驱动的小型机器鱼，该机器鱼采用红外遥控控制， IPMC驱动器的尺寸为：50mm*10mm,在2.5v的正弦波 电压驱动下，可以实现7.55mm/s的游动速度。(2008) 6 采用PMC驱动的小型机器鱼

一、水下仿生机器人国内外研究现状 6 采用IPMC驱动的小型机器鱼 东北大学研制了采用离子交换聚合金属材料(IPMC) 驱动的小型机器鱼，该机器鱼采用红外遥控控制， IPMC驱动器的尺寸为：50mm*10mm，在2.5v的正弦波 电压驱动下，可以实现7.55mm/s的游动速度。（2008）

一、水下仿生机器人国内外研究现状 哈尔滨工业大学的王振龙教授等人研制出 SMA驱动的仿生微型机器鱼(2008) 天线 身体舱 推进段 (a)微型机器鱼外形 (b)电路板和推进段的组合体 7 微型机器鱼

一、水下仿生机器人国内外研究现状 7 微型机器鱼 哈尔滨工业大学的王振龙教授等人研制出 SMA驱动的仿生微型机器鱼（2008）

一、水下仿生机器人国内外研究现状 德国不莱梅Fraunhofer研究所的研究人员与德国 DFKI人工智能研究中心合作开发的带有灵敏触觉的 水下机器人。(2009) 章鱼 仿章鱼机器人 8

一、水下仿生机器人国内外研究现状 8 德国不莱梅Fraunhofer研究所的研究人员与德国 DFKI人工智能研究中心合作开发的带有灵敏触觉的 水下机器人。（2009） 章鱼 仿章鱼机器人

一、水下仿生机器人国内外研究现状 美国麻省理工学院设计的机器金枪鱼（2010) 点击查语源网页 昵图网www.nipic.com BY:a25253 金枪鱼 仿金枪鱼机器人 9

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一、水下仿生机器人国内外研究现状 德国费斯托工程公司设计的机器水母。它们通过内 置在圆顶结构中的11个红外线发光二极管，可以彼此之 间进行沟通联系。该公司使用机器水母测试大规模工程 故障是否可以通过许多小型机器人系统协作来完成。( 2010) 水母 机器水母 10

一、水下仿生机器人国内外研究现状 10 德国费斯托工程公司设计的机器水母。它们通过内 置在圆顶结构中的11个红外线发光二极管，可以彼此之 间进行沟通联系。该公司使用机器水母测试大规模工程 故障是否可以通过许多小型机器人系统协作来完成。（ 2010） 水母 机器水母