● 摘要
活体运动测量实验是仿生机器人研究中必不可少的基础实验内容，它对于仿生机器人的运动特性、运动机理、控制方法等多方面研究有着直接的帮助。本课题来源于国家自然科学基金项目“鱼类机动运动的特征和机理研究”（项目编号10332040）。活体鱼尾鳍拍动参数测量实验是研究鱼类运动特征和机理的基础实验。精确测量鱼类尾鳍拍动参数对于鱼类推进机理的研究及仿生推进的工程化应用具有重要的意义。本文针对活体鱼尾鳍拍动过程进行参数测量实验，主要完成了以下工作：1、自行设计开发一种基于MEMS惯性传感器的微惯性测量装置系统。装置通过MEMS惯性传感器直接获得运动物体的角速度和加速度信息。基于VC++ 6.0开发的上位机数据处理软件对采集的运动数据文本进行处理，得到物体运动的频率、摆角、振幅等运动信息。2、利用微惯性测量装置进行SPC-III机器鱼尾鳍拍动参数的测量实验，得到机器鱼尾鳍拍动的运动参数。与尾鳍驱动器的实际输出比较，验证微惯性测量装置的性能。3、利用微惯性测量装置直接测量和对高速摄像机拍摄图像分析这两种方法完成活体鱼尾鳍拍动参数测量实验，得到活体鱼尾鳍拍动的运动参数：频率、振幅、摆角，估算了尾鳍拍动产生的推力，为鱼类推进机理的研究及仿生推进的工程化应用提供第一手的实验数据，为今后的活体观测实验积累经验。