王扬威，于 凯，闫勇程

(南京航空航天大学，南京 210016)



BCF推进模式仿生机器鱼的研究现状与发展趋势

王扬威，于 凯，闫勇程

(南京航空航天大学，南京 210016)

身体/尾鳍推进(Body and/or Caudal Fin propulsion，BCF)模式是自然界大多数鱼类采用的游动方式，相比中央鳍/对鳍推进(Media and/or Paired Fin propulsion，MPF)模式而言，在游动速度、高速推进效率以及加速性能上具有无可比拟的优势。BCF推进模式的研究是目前研究人员实现仿生机器鱼高速游动和高效推进的主要手段。介绍了仿生机器鱼广泛采用的致动器，综述了BCF推进模式仿生机器鱼的研究现状，对比分析了不同致动器驱动仿生机器鱼的特点和性能，讨论了仿生机器鱼研究的关键技术和发展趋势。

仿生机器鱼；BCF推进模式；致动器

0 引 言

鱼类经历了数亿年的自然选择，进化出了高超的游动本领，不但能通过尾鳍的摆动形成向前游动时的推进力，还可充分利用身体周围的流体动能，从而实现较高的游动速度和游动效率。而其对身体各部分优秀的协调控制能力更使其能够实现小于0.3BL(Body Length，BL)的转弯半径和低噪声的游动运动[1]。

伴随人类对海洋开发利用脚步的逐步加快以及仿生学、流体力学和计算机科学等相关学科及技术的发展，具备高效低噪、灵活机动等特点的鱼类成为了水下机器人和航行器的模仿对象。传统的仿生水下机器人主要采用电机实现驱动，具有驱动力大、控制方便等优点，但同时存在结构复杂、动作生硬、柔性不高以及噪声大等缺点[1]，难以真正地实现鱼类游动的高效率性和高隐蔽性。……