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重庆大学本科学生毕业设计（论文）

机器鱼本体及控制系统开发

学 生： 学 号： 指导教师： 专 业：自动化

重庆大学自动化学院

二O一一年六月

Graduation Design(Thesis) of Chongqing University

Design of Robot Fish and its Control System

Undergraduate: Supervisor: Major: Automation

Automation Chongqing University

June 2011

摘 要

本文的主要目的是设计一个观赏型机器鱼系统。相对于真鱼，机器鱼无需特别照顾，并可以与人进行交互。整个设计过程分为机械结构设计，硬件设计和软件设计。

在选择舵机作为驱动源的基础上，提出了分段式机械设计方法，将机器鱼分为头部，中部和尾部三个部分分别设计。头部用于放置控制电路，中部用于放置舵机、电池及传动机构，尾部无内部结构。采用这种设计，可以使机器鱼设计更具有模块化的特点且便于密封防水。为了使机器鱼外形美观，采用了增加支架与架设肌肉的设计方案，并且对整条鱼进行蒙皮设计，使外观更真实。

机器鱼的硬件部分包括电源、传感器、无线通信模块和控制电路。电源部分采用镍氢电池串联并添加稳压电路来实现。传感器用于检测障碍，采用的是红外光电传感器。对于无线通信，采用NRF24L01无线通信模块来实现。控制电路的主要作用是采集传感器的信号，控制无线模块接收数据以及通过运算控制舵机的运转，从而控制机器鱼的运动。

软件部分主要包括运动模式的选取与控制程序的设计。对于运动模式，我们选择常见的鲹科模式，控制程序基于51单片机编写，内容包括无线通信，传感器检测，运算与舵机控制。

经实验，机器鱼最终运动效果良好，可以正常躲避障碍物，使用遥控器可以对机器鱼进行自由遥控，达到了设计目标。

关键词：机器鱼，观赏型，分段设计，躲避障碍，遥控