水下仿生波动推进机器人研究现状综述
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

西安交通大学 机械工程学院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(项目名称: 基于刚柔感知融合的水下机器人波动推进步态与时变流场自匹配研究,52371337),“叶企孙”科学基金(项目名称:水下流电复合侧线阵列高精度感知机制与方法研究,U2441288)


A Review of Biomimetic Undulating Propulsion for Underwater Robotics
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    仿生波动推进技术因具有高机动性、低噪声和强隐蔽性等优势,已成为水下无人航行器推进方式的重要研究方向。本文系统阐述了仿生波动推进的研究现状,重点围绕波动推进机器人的设计与实现、推进机制研究与数值模拟、控制策略以及潜在应用等方面展开分析。文章指出,尽管国内外已在电机驱动与智能材料驱动的波动推进机器人研制方面取得显著进展,但其水动力性能与真实生物仍存在较大差距。当前研究在多模态运动生成、流固耦合机理、高精度数值模拟与控制策略等方面仍面临诸多挑战。未来需进一步融合多学科方法,突破波动推进机理不明确、性能预测模型不完善等瓶颈,推动该技术向多功能、高度仿生与水体环境深度融合的方向发展。

    Abstract:

    Biomimetic undulating propulsion has garnered significant attention for its advantages in high maneuverability, low noise, and enhanced stealth, making it a promising alternative to traditional propeller-based systems for underwater unmanned vehicles. This paper provides a comprehensive review of the current research status in biomimetic undulating propulsion, covering the design and implementation of undulating fin robots, theoretical and numerical studies on propulsion mechanisms, control strategies, and potential applications. Although considerable progress has been made in both motor-driven and smart material-based actuation, the hydrodynamic performance of current prototypes still falls short of biological counterparts. Key challenges remain in multi-modal motion generation, fluid-structure interaction mechanisms, high-fidelity numerical modeling, and robust control strategies. Future research should integrate multidisciplinary approaches to address fundamental issues such as unclear propulsion mechanisms and inadequate performance prediction models, thereby facilitating the practical deployment of undulating propulsion technology.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
相关视频

文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2025-10-22
  • 最后修改日期:2025-11-19
  • 录用日期:2025-12-10
  • 在线发布日期:
  • 出版日期:
文章二维码