仿生機器魚

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，非常優美。通過觀察金魚的游動，我提出了一種仿生機器魚的設計構想。

一、工作原理

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

二、機器魚的設計構想

機器魚依靠尾部的擺動獲得前進的動力，通過連桿機構將馬達旋轉運動轉換為尾部的擺動，如圖2所示。馬達帶動曲柄旋轉，通過連桿帶動搖桿擺動，搖桿的擺動轉化為尾部的擺動，尾部的擺動可以使魚獲得前進的動力。

機器魚結構如圖3所示，為把四連桿機構固定在魚體內，我在魚體內安裝了支架，將馬達固定在支架上，曲柄設計成圓盤狀用于支撐連桿與搖桿，通過馬達的旋轉使魚尾左右擺動，這樣機器魚就可以在水里游動了。

圖1 魚尾擺動受力簡圖

圖2 四連桿機構簡圖

圖3 機器魚結構簡圖