机械原理课程设计设计说明书设计题目仿生水母机电学院：08-713班小组成员：2008071315张玉涛2008071329 刘 琦2008071302 高 爽专 业：机械设计制造及其自动化指导老师：2010年7月10日 哈尔滨工程大学目录1. 设计简介 11・1设计题目 11.2设计目的 11・3水母的生物模型研究 11.4国内外研究成果 22. 设计方案 42.1外部动力传递部分设计 42.2主动力部分设计 42.2.1 方案一 42.2.2 方案二 52.2.3方案三 62.2.4方案四 73・分析总结 74・心得体会 85.设计者及机构模型图片 9机械原理课程设计报告一、设计简介：1、题 目：《仿生水母》2、设计目的：I•我们国家海域辽阔，防御和侦察起来比较困难可将仿生水母安装上传感 器或微型摄像头并将其投放到远海，进行侦查监控工作，并通过卫星将数 据及时传送到陆地指挥部II. 在仿生水母身上还可以装上次声波探测器，用于预报海啸、台风等自然灾 害的到来III. 在仿生水母上面加装搜索、救援装置，发生灾难时可进行水下搜救工作IV. 目前常规动力推进存在噪声大、效率低等缺陷，可在此基础上进一步研究 访水母动力推进器。
3、水母的生物模型研究：水母，是海洋中重要的大型浮游生物水母寿命很短，平均只有数个月的生 命水母是无脊椎动物，属于腔肠动物门中的一员全世界的海洋中有超过两百 种的水母，它们分布于全球各地的水域里水母身体外形像一把透明伞，伞状 体直径有大有小，大水母的伞状体直径可达 2 米从伞状体边缘长出一些须 状条带，这种条带叫触手，触手有的可长达 20米〜30米，相当于一条大复 的长度浮动在水中的水母，向四周伸出长长的触手，有些水母的伞状体还 带有各色花纹在蓝色的海洋里，这些游动着的色彩各异的水母显得十分美 丽水母的种类有很多，但运动机理都大致相同，都是通过腔体的收缩，将 水挤出产生推力本文采用的水母是隶属于立方水母纲的黑星海刺水母如 下图所示4、国内外研究成果:多年来，国内外做水母研究的机构有很多，也取得了很多令人兴奋地成果下图一所示为美国最近研制成功的一种仿生水母，利用直流电机提供动力，采用 双曲柄机构实现急回，并利用巧妙杆结构将运动传递给触手，使其做平稳的周期 急回运动，推动水母前进下图二所示为哈尔滨工程大学学生于2007年研制成 功的仿生水母机器人此机器人采用仿生材料制成，动力主要由SMA （形状记忆 合金丝）和ICPF （高分子聚合物材料），机械结构方面设计简单。
下图三为哈尔 滨工程大学张立勋老师研制成功的仿生水母，主要靠皮囊的排水推动前进，动力 由电磁铁的吸合提供图一图图三 . 、FL、I 〉-一、计方^案 此仿生水母机械结构部分主要由两部分组成：一、外部动力传递部分二、主动力提供部分详细介绍如下：1、外部动力传递部分：机构运动简图：L1:L2:L3:L4:L5=35:25:30:32:352、主动力提供部分：此部分有以下几种设计方案:机构运动简图:原理：1带动2上升到上极限位置后，触发装置使1与2分离，在弹簧的拉力 作用下将2及与2连接的外力传动部分的相应机构迅速下降，从而使触手收缩, 推动水母运动下图为实验模型：机构优缺点分析：结构复杂，稳定性差万案一：机构运动简图:原理：此机构为棘轮、曲柄、四杆机构的组合，主轴带动棘轮、几轮带动曲 柄逆时针旋转，当曲柄端部运动到顶端后，根据棘轮离合特性，在弹簧拉力作用 下去并迅速回转，实现急回；四杆机构实现运动的形成放大使滑块的行程等于四 个曲柄半径机构优缺点分析：还是利用弹簧提供迅速收缩力，与方案一相比省去触发装 置，与方案三相比曲柄半径减小节省空间，但结构复杂、不易加工方案三：偏心曲柄机构 机构运动简图：原理：利用偏心曲柄的急回特性实现触手的迅速收缩。
下图为实验模型:机构优缺点分析：结构简单但急回特性不明显方案四：双曲柄机构机构运动简图：原理：利用双曲柄机构急回特性实现触手迅速收缩 机构优缺点分析：机构复杂、加工有一定困难，但急回特性明显三、分析总结:实践证明方案一机构过于复杂、笨重，且稳定性、可靠性较差， 基本运动可以实现，但存在无法变速的缺点；方案二与方案一相比，虽然依然很 复杂但比较巧妙，仍然存在无法变速的缺点；方案三结构虽然简单，但急回特性 不是很明显；方案四结构复杂，急回特性明显，可以实现自由调速现在拟选用 方案二或方案四四、 心得体会：课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事 职业工作前一个必不少的过程千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我 深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实 地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫 漫回味这一段时间的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是 我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟 的许多，另我有了一种”春眠不知晓”的感悟。
通过课程设计，使我深深体会 到，干任何事都必须耐心，细致.课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到 有些心烦意乱：有两次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来但一想起 老师平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因 为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀 养成一种高度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到 了一次难得的磨练短短几天的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真 正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习 了那么多的课程，今天才知道自己并不会用想到这里，我真的心急了，老师却 对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了老师的亲切鼓励了我的信心，使 我更加自信.最后，我要感谢我的老师，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我， 是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一 幅坚硬的翅膀.今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪五、 设计者及机构模型图片：。