買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘 要 根據水下魚形機器人的設計方案進行仿真，分析運動規(guī)律及校核機構。利用 三維建模、運動仿真及設計仿真等模塊，對已經設計好的機器魚進行系統(tǒng)仿真，并比較輸出數值和計算數值的關系，從而完善設計過程。主要對機器魚的四個部分進行分析，分別是驅動機構、沉浮機構、轉向機構、充電機構。其中，驅動機構由尾部擺動機構實現，魚身后半部和魚尾的兩節(jié)做有相位差的擺動，通過擺動來擊打水從而推動魚身前進。沉浮功能由魚身前半部分的側鰭通過轉動一定角度來實現的。轉向功能，由魚身前半部分的鰭通過轉動一定的角度來實現的，鰭與魚身豎直方 向的夾角的改變使其受到水的推動力的向左或者向右的分力，從而使魚身可以繞其重心進行旋轉。外形設計是根據金槍魚的外形進行多次擬合而歸納而成的。最終對整個機器魚進行配重，使重力中心和浮力中心在一條直線上，保證機器魚能在水中平穩(wěn)正常運動，同時控制模塊中植入遠程通信功能。 關鍵詞： 水下魚形機器人；運動仿真；遠程通信 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 to to UG in of of in to of of to in to of of a to by of to a of of to be of to or of so of is on of a of so of in a a in to in in 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 言 . 1 下魚形機器人技術的基本概念 . 1 類游動方式的分類 . 1 魚鰭機器魚的特點 . 2 生機器魚研究概況 . 2 前研究熱點及未來發(fā)展方向 . 5 課題研究內容 . 5 第 2 章 運動仿真和有限元分析模塊功能介紹 . 7 動仿真介紹 . 7 動仿真模塊 . 7 動仿真模塊能執(zhí)行何種類型分析 . 7 何創(chuàng)建運動仿真 . 7 動仿真的機構運動方式 . 7 第 3 章 水下魚形機器人機構確定 . 9 浮機構的確定 . 9 向機構的確定 . 13 機選擇 . 13 體結構位置設計及外形確定 . 14 體結構尺寸確定 . 14 形結構尺寸確定 . 15 第 4 章 基于 魚形機器人的運動仿真 . 錯誤 !未定義書簽。 浮機構運動仿真 . 17 算 . 17 維建模 . 17 終結果分析 . 18 向機構的運動仿真 . 20 算 . 20 維模型 . 20 終結果分析 . 20 第 5 章 魚形機器人遠程通信 . 23 信模塊的選用 . 23 體實現 . 23 統(tǒng)總體設計 . 23 塊設計 . 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 軟件設計 . 24 第 6 章 基于 魚形機器人動力學分析 . 25 器魚浮力中心和重力中心的估算 . 25 于 機器魚浮力中心和重力中心計算 . 27 力計算 . 27 力計算 . 27 第 7 章 結論與展望 . 29 論 . 29 足之處及未來展望 . 29 參考文獻 . 31 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 緒論 言 隨著人類的發(fā)展，對資源的需求不斷增加。陸上資源的日益緊缺，讓我們把目光投向海洋。 21 世紀是海洋開發(fā)的世紀，水下機器人在海洋環(huán)境研究、海洋資源探測和開發(fā)等民用領域和海洋軍事方面具有廣闊的應用前景和巨大的潛在價值，吸引了人們更多的注 意力。利用仿生學原理，開發(fā)類似海豚或金槍魚的操縱與推進技術是一個很有前途的研究方向之一。 上世紀三十年代起，人類開始對魚類游動進行觀察，提出了大量關于魚類游動機理的解釋。近年來，隨著人類對魚類游動機理了解的加深，同時伴隨著仿生學、流體力學、機器人學的進步，計算機、傳感器和智能控制技術的快速發(fā)展，以及新型材料的不斷涌現，對仿生水下機器人技術的研究達到了一個新的頂峰，涌現了大量基于魚類游動機理的仿生水下機器人。 下魚形機器人技術的基本概念 類游動方式的分類 魚類游動方式多種多樣， 1926 年 據魚類推進運動的特征不同，將魚類游動方式劃分為兩大類 : 1)身體 (和 /或 )尾鰭推進 ( 2)中間鰭 (和 /或 )對鰭推進 ( 當然魚類還有其它運動方式，如噴流推進、滑行等。據估計，大約只有 15%的魚類采用第一種方式以外的其它方式推進。由于 進方式速度慢、效率低，因此我們把重點放在研究 進方式上。 進繼續(xù)細化為五種，如圖 示。圖中反映了不同推進方式下魚體推進部分的變化。 圖 進 圖 1. l 中鲹科結合月牙形尾鰭推進方式（ 效率最高、速度最快的推進方式，海洋中游速最快的“魚類”（金槍魚、海豚、鯊魚）都采用該種方式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 該方式中推進運動限制在身體后三分之一，僅通過尾部 (堅硬的月牙形尾鰭和尾柄 )的運動產生超過 90%的推力 ;同時魚體的形狀和重量分布保證了身體前三分之二橫向移動和轉軸極小。在游動過程中，月牙形尾鰭做橫移和左右擺動 (或升沉和上下擺動 )的一種復合運動，并隨著魚體前進劃出波浪形的軌跡。研究表明，月牙形尾鰭的展弦比、形狀、硬度、擺動都對該推進方式的效率產生影響 。 由于相比之下具有高速、高效的特點，結合月牙形尾鰭推進方式很適合用于水下機器人。目前，己有多個機器人較成功的采用了這種方式。 魚鰭機器魚的特點 與傳統(tǒng)的螺旋槳推進器相比仿魚鰭推進器具有如下特點 : (1)能源利用率高，初步試驗表明，采用仿魚鰭水下推進器比常規(guī)推進器的效率可提高30從長遠看，仿魚鰭的水下推進器可以大大節(jié)省能量，提高能源的利用率，從而延長水下作業(yè)時間。 (2)使流體性能更加完善，魚類尾鰭擺動產生的尾流具有推進作用，可使其具有更加理想的流體力學性能 。 (3)提高水下運動裝置的機動性能，采用仿魚鰭水下推進器可提高運動裝置的啟動、加速和轉向性能。 (4)可減低噪聲和保護環(huán)境，仿魚鰭推進器運行時的噪聲比螺旋槳運行時的噪聲要低的多，不易被對方聲納發(fā)現和識別，有利于突防，具有重要的軍事價值。 (5)實現了推進器與舵的統(tǒng)一，仿魚鰭推進器的應用將改變目前螺旋槳推進器與舵機系統(tǒng)分開，功能單一，結構龐大，機構復雜的情況，實現漿一舵功能和二為一，從而可精簡結構和系統(tǒng)，簡化制造工藝，并降低成本和造價，具有重大的現實意義和使用價值。 (6)可 采用多種馭動方式，對于應用于船舶、游艇等方面的仿魚鰭推進器可采用機械驅動，也可采用液壓驅動和氣壓驅動，以及混合驅動方式 :對于小型水下運動裝置，可采用形狀記憶合金、人造合成肌肉以及壓電瓷等多種驅動元件。 生機器魚研究概況 國外學者很早就致力于對魚類推進模式及仿生機器魚的研究（表 1）。 1994 年 究組成功研制了世界上第一條真正意義上的仿生金槍魚 (此后，結合仿生學、材料學、機械學和自動控制的新發(fā)展，仿生機器魚的研制漸成熱點 ,表 1 給出了國外一些典型的機器魚研究項目可以看出，美國 和日本進行的機器魚研究比較多，取得的成果也比較多。 美國， 1995 年 出了 改進版機器魚“ 在研究魚的機動性和靜止狀態(tài)下的加速性。 1998 年， 出的 高版本 仿黃鰭金槍魚研制的，長 8 英尺，重 300 磅，其目的在于開發(fā)一種利用渦流控制推進的自主水下機器人。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 圖 1國 學機器魚課題組于 2005 年 5 月開始研制一系列的機器魚，主要工作集中在實現仿魚游動 ,特別是非穩(wěn)定游動方面。該課題組的機器魚主要集中在兩個系列， G 系列和 列。其中系列均是采用多電機一多關節(jié)的尾部結構。而 列機器魚則是采用單電機 3 55均推進速度為 s，自身攜帶的電池可以提供長達 時的穩(wěn)定游動。 日本 20 世紀 90 年代初，名古屋大學 授開始了微型仿魚水下推進器的研究，他先后研制出采用形狀記憶合金驅動的微型身體披動式水下推進器和壓電陶瓷驅動的雙鮑微型機器魚。為了研究最優(yōu)推進方法開發(fā)高推進性能的智能型水下機器魚，從 1999年開始，運物省船舶技術研究所開始了一 系列的實驗機器魚項目研究。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 圖 1物省船舶技術研究所的 京航空航天大學， 2004 年 8 月，北航機器人所和中科院自動化所合作研制出一條實用的仿生機器魚，參加了對鄭成功古戰(zhàn)船遺址的水下考古探側，這次水下活動被有關專家認定為是國際上首例水下仿生航行體的試驗研究。 表 1 國外典型的仿生機器魚研究項目 哈爾濱工業(yè)大學在國家自然科掌基金支持下研制出了仿生機器魚樣機，該樣機長買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 約 13速可達 s。 2006 年，他們又研制了一條 仿生機器魚樣機“ ”，游動速度可達 s，并進行了升潛和轉向實驗。 哈爾濱工程大學研制了一條仿生機器魚原理樣機“仿生 該機器魚長 大直徑 水量 320水深度 10m，最高航速 13m/s。 圖 1生 生水下機器人由于具有高效的推進性能，良好的隱身性能和操縱性能，有著廣闊的應用前景。 在民用方面，它可以用于海洋環(huán)境研究、海洋資源探測和開發(fā)、海洋援潛救生等，也可以作為智能玩具或電子寵物進入百姓家庭。 在軍用方面，可用于戰(zhàn)時偵察，收集清報，探雷與滅雷， 潛艇戰(zhàn)與反潛戰(zhàn)，作為誘餌干擾敵方等，同時也可以作為高性能的智能化武器或武器平臺，直接用于襲擊和破壞敵方的港口、水下偵察系統(tǒng)、艦船 (要害部位 )、海上平臺、破壞敵方海上運輸線等。 另外，仿生水下機器人作為一種新興的水下運載器，為機械、電子、材料、能源等硬件的研制以及單機器魚控制算法、多機器魚協調控制等軟件的開發(fā)提供了全新的平臺。 前研究熱點及未來發(fā)展方向 目前，新型仿魚鰭機器人的研究及未來發(fā)展主要集中在以下幾方面 ; （ 1）尾鰭擺動式推進模式水動力模型的建立 ; （ 2）尾鰭擺動時尾流的產生及其與推進力和 推進效率關系數學模型的建立 （ 3） )彈性元件在降低尾鰭擺動能量損失中的應用 : （ 4）機器人姿態(tài)、運動軌跡控制 ; （ 5）機器人的微型化 , 課題研究內容 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 設計是以金槍魚為模型，要盡量達到其仿真效果 證機器魚在水里能平穩(wěn)游動 到每秒鐘魚尾擺動 4 次的頻率 括浮力中心和重力中心的計算，推進力和阻力的計算，各個翻轉力矩的計算。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 運動仿真和有限元分析模塊功能介紹 動仿真介紹 動仿真模塊 運動仿真（ 塊中的主要部分，它能對任何二維或三維機構進行復雜的動學分析和設計仿真 G 建立一個三維實體模型，利用 功能給三維實體摸型的各個部件斌予一定的運動學特性，再在各個部件之間設立一定的連接關系即可建立一個運動仿真棋型。 勸能可以對運動機構進行大量的裝配分析工作、運動合理性分析工作， 諸如千沙檢查、軌跡包絡等，得到大最運動機構的運動參數 可以驗證該運動機構設計的合理性，并且可以利用圖形翰出各個部件的位移、坐標、加速度、速度和力的變化情況，對運動機構進行優(yōu)化。 動仿真模塊能執(zhí)行何種類型分析 運動仿真模塊可以進行機構的干涉分析，跟蹤零件的運動軌跡，分析機構中的零件速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。運動仿真模塊的分析結果可以指導修改零件的結構設計（加長或縮短構建力臂的長度、修改凸輪線性、調整齒輪比等）或調整零件的材料（減輕 或加重以及增加硬度等）。設計的更改可以反映在裝配的主模型的復制品 運動仿真中再重新分析，一旦確定有話設計方案，設計更改就可以直接反應到裝配主模型中。 何創(chuàng)建運動仿真 可以認為機構是一組連接在一起運動的連桿（ 集合， 以用下面 3 步生成一個運動仿真： 第一步 創(chuàng)建連桿 在運動機構中創(chuàng)建代表運動的連桿。 第二步 創(chuàng)建運動副 創(chuàng)建約束連桿運動的運動副。在某些情況下，同時可以創(chuàng)建其他的運動約束特征，如彈簧、阻尼、彈性襯套和接觸。 第三步 定義運動驅動 運動驅動使機構產 生運動。每個運動副可以包含下列 5 種可能的運動驅動的一種： 無運動驅動：機構只受重力作用。 運動函數：用數學函數定義運動方式。 恒定驅動：給定初速度和加速度。 間歇運動驅動：振幅、頻率和相位角。 關節(jié)運動驅動：步長和步數。 動仿真的機構運動方式 運動仿真中的機構以下面兩種形式運動： 關節(jié)運動：關節(jié)運動是基于位移的一種運動方式。機構已指定的步長（旋轉角度或直線距離）和步數運動。 運動仿真：運動仿真是基于時間的一種運動形式。機構在指定的時間段種運動，同時指定買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 該時間段中的運動步數進行運 動仿真。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第 3 章 水下魚形機器人機構確定 浮機構的確定 魚類的上浮和下沉 主要要靠其腹內魚鰾的收縮來實現。魚鰾收縮使得魚體體積發(fā)生變化， 進而影響排開水的體積，從而實現上浮下沉 。對魚鰾充氣，魚體的體積就增大了，從而獲得大于自身重量的浮力，將其送到水面；對魚鰾放氣，魚體的體積就減小，從水中獲得的浮力就小于自身重量，魚便能夠實現下潛；當這些魚類將魚鰾的體積控制在一定范圍內時，魚類便保持停留在水中的某個位置。魚類就是這樣輕松地通過 調整自身魚鰾的體積很好的實現了浮潛控制。 魚類中，也有一部分不存在魚鰾，而它們的浮潛運動則是通過側鰭或軀干來實現的。如鯊魚，如果停止游動的話，就會沉入水底。所以鯊魚只能不斷游動，靠自身的魚鰭保持平衡。 機器魚的沉浮機構分為五種： 1. 排水法：類似于潛艇，通過控制水箱中的水量來控制重力，從而控制沉浮。 圖 3水法 2. 側鰭法：類似于飛機的方向舵，是應用非常廣泛的機器魚沉浮控制方法。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 圖 3鰭法 3. 改變魚頭指向法：通過一組機構控制魚頭繞鉸鏈俯仰一定角度，起到與側鰭相似的作用。 圖 3變魚 頭指向法 4. 改變魚尾指向法：通過一組機構控制魚尾繞鉸鏈俯仰一定角度，從而獲得推動力垂直方向的分力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圖 3變魚尾指向法 5. 重物調節(jié)法：通過魚體內配重的前后移動，使機器魚的重力和浮力作用線不共線，從而使機器魚繞中心進行俯仰，獲得推動力垂直方向的分力。 圖 3物調節(jié)法 本設計的沉浮機構是側鰭法。由于側鰭的電機可以放在魚身偏前的位置，所以可以根據設計的側鰭的位置來布置舵機，這樣就可以使傳動距離比較近，近距離的運動傳遞可靠性較高且容易實現，這樣會減小設計的難度?？紤]到要根據不同的要求進行不同的 轉動角度，所以選擇齒輪機構來傳遞運動，這種機構的優(yōu)點是傳動比穩(wěn)定，便于控制。但是齒輪作為傳動機構的缺點就是重量較大，對于機器魚這個設計，可知整魚的浮力中心在魚身偏買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 前的位置，而重力中心在魚身中心線靠后的位置，需要在前部增加重量來進行配重，所以側鰭傳動機構的重量偏大在這里是可取的。 首先確定了側鰭的外形，根據圖 3鰭金槍魚的外形尺寸，并將一系列金槍魚的外形進行分析綜合得到側鰭的比較優(yōu)化的行裝和尺寸數據。側鰭的長度大約為魚身總長的1/5，取為 180鰭的寬度大約為魚身高度的 1/4，取為 根據比例定為30保證流線型，側鰭的 維圖生成是通過去不同大小的橢圓，然后生成的曲面。 圖 3槍魚外形 圖 3鰭傳動機構 如圖 3側鰭的傳動機構圖，設計思想是通過舵機牽引，驅動搖臂，從而帶動側鰭進行升降控制。 根據電機輸出軸的尺寸和位置關系以及軸承具有的尺寸來確定軸的各段直徑和外形，最后要對軸和軸承進行校核。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 向機構的確定 經過對水中真實的魚類運動的觀察、試驗和分析，得出魚類的轉彎主要是靠尾鰭偏轉一定得角度實現的，胸鰭在轉向過程中也會起到一定的輔助作用。在此基 礎上，通過仿生學的研究和模擬，設計出一些解決魚形機器人轉向的方法。 本設計采用船舵法。此種機構的理論依據是，尾舵通舵機驅動轉動角度，方向舵旋轉與游動速度方向成一定的角度，這樣游動時水的阻力就會給舵一個垂直于運動方向的力，此力產生力矩，繞重心所在軸線旋轉，由此可判定尾舵的位置應盡量遠離重心，這樣才能使尾舵旋轉一個小的角度就有比較明顯的效果。 圖 3向機構 外形（如圖 3舵相當于金槍魚的胸鰭鰭，根據測量和擬合，設計尾舵的豎直長度為魚身總高度的 1/4，取為 150向寬度約為魚身總長度的 1/10，故取為 90度取為16形為保證流線型， 后進行小角度的拔模。 機選擇 1）類型選擇 由于舵機直接輸出轉矩與轉角，相比電機，省去了一系列減速裝置，可以很大程度上進行結構的簡化與減重。本設計選用舵機驅動升降舵與方向舵。 2） 參數確定 靜轉矩的確定，一般來講負載轉矩和最大靜轉矩的比值通常取為 右，所以： 阻浮 側鰭邊緣與軸之間的水平距離為 可知 a x 負 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 1 2 T M 根據標準舵機參數與尺寸，選用 003 3001型標準舵機比較合適（圖 3 參數： 1) 適用電壓 : ) 速度 : 0o (無負載 ) 3) 極限 扭 矩 : ) 工作電流 : 300) 靜態(tài)電流 : 1) 死區(qū)寬度 : 10 ) 連接線長度 : 255) 尺寸 (L x H x W): 40.8 x 20.1 x ) 重量 : 36g 10)插頭類型 : 頭 圖 3-9 003 3001型標準舵機 體結構位置設計及外形確定 體結構尺寸確定 在各種傳動機構設計完成以后，要將各種機構安裝到比較合理的位置，使得從配重、受力、協調性、便于控制、視覺效果好等各個方面更能體現出優(yōu) 化的設計理念。為了更好買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 的利用金槍魚的生物機理來設計一條較為合理的魚形機器人，首先對金槍魚進行了分析。如圖 3據設計要求，設計一條全長 1000 圖 3器魚身長各部分尺寸確定 由根據測量和計算，設定機器魚魚頭、魚前身、魚后身以及魚尾的各部分長度，如圖3部分采用模塊化結構，分為動力，控制，方向控制和電源模塊 為使得重心盡量靠前，各部件將盡可能的靠前放置。經過反復修改，最后得到如圖 3的機構。最后進行重力中心及浮力中心的計算并配重，使魚 在水中可以平衡。 圖 3器魚機構的總體設計 形結構尺寸確定 該機器人以金槍魚 (見圖 3藍本，長 1m，最大截面橢圓長半軸 積 198413399。 外形設計的參數見表 3據表中數值，得到機器魚的外形特征，如圖 3 3 表 3器魚外型尺寸參數表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 魚高 厚 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 魚高 厚 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 圖 3器魚龍骨 圖 3器整體圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 第 4 章 基于 魚形機器人的運動仿真 動分析模塊是一個基于剛體學的模擬仿真分析的 具。它能對任何二維或 三維機構進行復雜的運動學分析、靜力學分析和動力學分析，同時進行機構的干涉分析，跟蹤零 件的運動軌跡，分析機構中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。運動分析的結果可以指導修改零件的結構設計，調整零件的材料。運動分析模塊自動復制主模型的裝配文件，并建立一系列不同的運動分析方案。每個運動分析方案均可獨立修改，而不影響裝配主模型，一旦完成優(yōu)化設計方案，就能直接更新裝配主模型以反映優(yōu)化設計的結果。 本章內容主要介紹機器魚在 動分析模塊中的運動學仿真模型，并對比分析了仿真結果與理論計算結果的差異。 運用 立機器魚的運動學仿真模型，圖 5示整個建模的過程。 圖 4 統(tǒng)運動學分析的過程 浮機構運動仿真 算 根據選擇的舵機最大角度輸出時，則側鰭轉動角度應為 45。當設置為關節(jié)運動時，每運動一步，側鰭轉動 45，從而實現整個機器魚的上升與下降。 維建模 簡化沉浮機構（側鰭）的部件，去除不影響運動學仿真結果的零部件，如圖 4示為其簡化結果。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 圖 4鰭三維建模 終結果分析 不同的運動驅動產生不同的運動。當運動驅動定義為關節(jié)運動驅動時，機械系統(tǒng)以特定的步長和步數運動，用戶可以對其進行關節(jié)運動分析（基于位移的系統(tǒng)運動 分析）。當運動驅動為運動函數、恒定驅動或簡諧運動時，則可以對機械系統(tǒng)進行運動仿真（基于時間的系統(tǒng)運動分析）。同時根據需要利用各種封裝選項來完成跟蹤、測量、干涉檢查的功能。 這里采用簡諧運動驅動，簡諧運動的運動規(guī)律為： * s i n ( ) *t+ A、B、 t 分別表示幅值、角頻率、相位角、角位移和時間。連桿一（電機輸出軸）為輸入機構，連桿三（側鰭）為輸出機構。根據所選的舵機，設置幅值 45，頻率 90。 Y 軸為速度， Y 軸的分量為歐拉角度 3 即沿 Z 坐標軸的轉動分量。旋轉副三的位移和時間 關系曲線如圖 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 圖 4鰭運動副截圖 圖 4鰭運動圖表 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 運動結果分析：由圖 4知，側鰭在電動機的帶動下，每側旋轉 45，與計算結果一致。此機構設計準確。實際運動過程中，側鰭不是往復運動，機器魚需要上升時側鰭轉過 45，需要下降時側鰭轉過 從而實現機器魚的沉浮運動。 向機構的運動仿真 算 根據選擇的舵機，最大輸出轉角時，胸鰭轉過 45。當設置為關節(jié)運動時，每運動一步，舵轉動 45，從而實現整個機器魚的轉向。 維模型 簡化轉向機構（ 舵）的部件，去除不影響運動學仿真結果的零部件，如圖 4示為其簡化結果。 圖 4向機構的三維建模 終結果分析 不同的運動驅動產生不同的運動。當運動驅動定義為關節(jié)運動驅動時，機械系統(tǒng)以特定的轉角，用戶可以對其進行關節(jié)運動分析（基于位移的系統(tǒng)運動分析）。當運動驅動為運動函數、恒定驅動或簡諧運動時，則可以對機械系統(tǒng)進行運動仿真（基于時間的系統(tǒng)運動分析）。同時根據需要利用各種封裝選項來完成跟蹤、測量、干涉檢查的功能。 這里采用簡諧運動驅動，簡諧運動的運動規(guī)律為： * s i n ( ) *t+ A、 B、t 分別表示幅值、角頻率、相位角、角位移