应用于微小管道的微机器人一直是微机械电子技术的一个研究热点。它主要包括工业管道微机器人和医用人体管道微机器人。管道微机器人能够在微小的工业管道内从事检测和维护作业，可以进入人类无法进入的狭窄空间或危险区域，如航天飞机、导弹、核动力工厂等微细管道内从事电缆布线，管道的检查维护。但是，微管道机器人多是利用摩擦机理运动，存在易损坏管道内壁等缺陷。另外，由于管道内壁情况复杂，机器人的运动也难以控制。因此，基于这一问题人们探索着新的解决方法。 本论文从模拟自然界生物运动仿生学的角度出发，主要借鉴鱼类和鞭毛原生动物的推进机理，致力于研究与设计在液体中运动的微机器人。随着本研究的进一步深入，它能为进入人体内，从事体内检查、定点投药和从事局部手术的医疗微机器人的研究提供研究基础。本论文得到国家自然科学基金项目“泳动微机器人的机理、机构和控制”(项目资助号：69885002)、广东省自然科学基金项目“液体中泳动微机器人的研究”(项目资助号：980402)和广东省教育厅基金项目“基于流体自身能量的微管道机器人研究”(项目资助号：010043)的资助，主要对液体中微机器人的国内外研究现状和主要研究问题、鱼类推进机理、液体中微机器人的设计与运动机理、低雷诺数粘性液体中仿鞭毛推进微机器人研究等方面进行了大量的理论与实验研究。本论文主要工作和有关的创造性成果如下： 首先，本文在大量阅读国内外文献的基础上，国内首次对液体中运动微机器人的研究现状和主要研究问题进行了深入分析，为国内对液体中运动微机器人的进一步的研究与实现奠定了坚实的基础。 本文分析了鱼类推进模式和推进机理。主要阐述了鱼类推进模式的分类及特点、鱼的形态描述及受力分析，并重点论述了鱼类波状推进机制，并对当前仿生鱼型水下机器人的研究现状、基本特性和应用前景进行了分析。上述内容的研究对液体运动微机器人的研究具有重要的借鉴和指导意义。 本文在综合国内外鱼类游动文献中的有关研究成果的基础上，分析了鱼类游动过程中鱼体和尾鳍运动，建立了月牙尾推进模式稳态游动的运动学模型。利用尾鳍和摆翼运动特征的相似性，建立了摆翼运动模型，同时利用Matlab软件进行了摆翼的运动仿真，并重点探讨了摆动—平动相位差对摆翼运动的影响。仿真结果验证了数学模型的正确性和可靠性。然后，基于鱼类肌肉水动力学的研究，对摆翼所产生的推进力进行了分析。 广东工业大学工学博上学位论文 本文阐述了柔性铰链和差式微位移放大机构的基本设计原理，分析了机构中位移损失的原因。基于差动杠杆原理和柔性铰链结合起来设计了液体中运动微机器人的主体机构，并利用有限元法对主体结构的放大性能进行了仿真，所研制的放大机构具有较好的放大效果。采用片状柔性铰链成功地解决了由于机构中的位移干涉造成的机构内部反力太大的问题。 本文设计了PZT驱动的液体中微机器人的控制装置，在液体中进行了微机器人的初步实验。实验结果表明：（1）液体中微机器人的主体结构设计是合理的； （2）通过改变电源频率可控制微机器人的泳动速度。（）通过改变施加在两个压电元件上的驱动电源频率C和G，可控制液体中运动微机器人运动方向。 最后，本文以原生动物（如细菌等）、精子运动为原型，在探讨鞭毛推进的生物和流体力学机制的基础上，提出了一种低雷诺数粘性流体中仿鞭毛摆动推进的微机器人原型，并对其运动学进行了研究，同时对微机器人所受粘性力的简化计算公式进行了推导。