仿生機(jī)器魚

文 山東省青島十九中高三（11）班 林廣碩

很多人都喜歡養(yǎng)金魚,金魚浮游水中，翩翩起舞，尤其是那一搖一擺的大尾巴好似一把展開的扇子，非常優(yōu)美。通過觀察金魚的游動(dòng)，我提出了一種仿生機(jī)器魚的設(shè)計(jì)構(gòu)想。

一、工作原理

金魚的身體分為頭部、軀干、尾部，魚尾擺動(dòng)時(shí)會形成向后的推力，利用作用力與反作用力原理，水也產(chǎn)生對魚向前游動(dòng)的力。如圖1所示，向左擺動(dòng)魚尾，魚向左轉(zhuǎn)，向右擺動(dòng)魚尾，魚向右轉(zhuǎn)，向左、向右快速擺動(dòng)魚尾，魚就會向前游動(dòng)，因此魚尾的擺動(dòng)是魚游動(dòng)的關(guān)鍵。魚的身體是流線型，在水中所受的阻力小，所以魚游動(dòng)的速度很快。

二、機(jī)器魚的設(shè)計(jì)構(gòu)想

機(jī)器魚依靠尾部的擺動(dòng)獲得前進(jìn)的動(dòng)力，通過連桿機(jī)構(gòu)將馬達(dá)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為尾部的擺動(dòng)，如圖2所示。馬達(dá)帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，通過連桿帶動(dòng)搖桿擺動(dòng)，搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)化為尾部的擺動(dòng)，尾部的擺動(dòng)可以使魚獲得前進(jìn)的動(dòng)力。

機(jī)器魚結(jié)構(gòu)如圖3所示，為把四連桿機(jī)構(gòu)固定在魚體內(nèi)，我在魚體內(nèi)安裝了支架，將馬達(dá)固定在支架上，曲柄設(shè)計(jì)成圓盤狀用于支撐連桿與搖桿，通過馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使魚尾左右擺動(dòng)，這樣機(jī)器魚就可以在水里游動(dòng)了。

圖1 魚尾擺動(dòng)受力簡圖

圖2 四連桿機(jī)構(gòu)簡圖

圖3 機(jī)器魚結(jié)構(gòu)簡圖