1。2。2 国内仿生机器鱼的研究状况

1。3本次设计的任务和主要内容

（1） 搜集相关资料，熟悉机器鱼的系统结构设计和运动机理，了解国内 外的研究概况，丰富知识面，从而确定设计的方向；

（2） 选择好舵机，电路板，骨架等结构材料，制作鱼身；

（3） 编写电路程序，针对仿生机器鱼的结构与生物界的鱼类运动的特点 进行算法程序运算以及相关控制程序的实现；

（4） 进行程序调试，并对硬件结构加以改进，实现机器鱼的正常摆动；

（5） 仿生机器鱼智能化设计，在鱼身添加智能化模块，能够实现远程控 制和功能的多样性；

（6） 对机器鱼进行分析和评估，找出存在的问题，确定优化方向并加以 完善。

第二章 仿生机器鱼的结构设计

2。1  仿生机器鱼的驱动装置

我们所了解到的驱动方式有很多种类型，经过与导师的商讨，我们最终选择 了电机驱动方式（舵机驱动）。

2。1。1 微型伺服马达的介绍

在智能化设计过程中，舵机最早出现在航模设计当中，舵机在航空模型起到 了改变飞行器的飞行姿态的作用。不仅在航模上能看到，在其他模型中也能看到 它的应用，比如：车模中用来控制转向，船模中用来控制尾舵等等。文献综述

2。1。2 微型伺服马达的内部结构及工作原理

舵机主要由减速齿轮组，舵盘，位置反馈电位计 5K，控制电路板，直流电 机等几个部分组成。

图 2-1 舵机马达的内部结构图

舵机的前端有 3 条输入线：电源线，地线，控制信号线。 电源线：红色，位于中间位置；旁边黑色的是地线，它与电源线给舵机提供

最基本的能源保证。控制信号线有两种颜色：白色（Futaba），桔黄色 （ JR）。 其中， 电源规格有两种： 一种是 4。8V， 另一种是 6。0V； 分别对应的转矩 标准不同（ 输出力矩不同 ）。

它的工作原理是：如图（ 2。2）所示，控制电路板在接收控制信号,控制电 机转动,从而带动齿轮运动，减速后传动到输出舵盘。 舵机的位置反馈电位计和 输出轴是相连的,舵盘转动的那一刻,带动位置反馈电位计,然后它将输出一个电 压信号传到控制电路进行反馈,最后控制电路板根据所在位置决定电机的旋转方 向和速度大小,从而达到目标。

图 2-2  舵机内部工作原理图

2。1。3  舵机的选用

通过实验，我们在本次项目中选择 Futaba S3003 型号的舵机，主要技 术参数如下：

电源规格：4。8V。来,自.优;尔:论[文|网www.chuibin.com +QQ752018766-

质量（m）：37。2g。

转速（V）：0。23s／60 度。

输出力矩：3。2kg·cm（0。3136Nm）。

S3003 舵机的尺寸如图：