工学硕士学位论文 机器鱼柔性脊骨的仿真和实验研究 柴志坤 哈尔滨工业大学 2008年6月
工学硕士学位论文 机器鱼柔性脊骨的仿真和实验研究 柴志坤 哈尔滨工业大学 2008 年 6 月
国内图书分类号：TP242.6 国际图书分类号：621 工学硕士学位论文 机器鱼柔性脊骨的仿真和实验研究 硕士研究生：柴志坤 导 师：陈维山教授 申请学 位：工学硕士 学科、专业：机械电子工程 所在单位：机电工程学院 答辩日期：2008年6月 授予学位单位：哈尔滨工业大学
国内图书分类号：TP242.6 国际图书分类号：621 工学硕士学位论文 机器鱼柔性脊骨的仿真和实验研究 硕 士 研 究 生：柴志坤 导 师：陈维山 教授 申 请 学 位：工学硕士 学 科 、 专 业：机械电子工程 所 在 单 位：机电工程学院 答 辩 日 期：2008 年 6 月 授 予 学 位 单 位：哈尔滨工业大学
Classified Index:TP242.6 U.D.C.:621 Dissertation for the Master Degree in Engineering THE RESEARCH ON SIMULATION AND EXPERIMENT ABOUT THE FLEXIBLE SPINE OF ROBOT FISH Candidate: Chai Zhikun Supervisor: Prof.Chen Weishan Academic Degree Applied for: Master of Engineering Speciality: Mechatronics Engineering Affiliation: School of Mechatronics Engineering Date of Defence: June,2008 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
Classified Index: TP242.6 U.D.C.: 621 Dissertation for the Master Degree in Engineering THE RESEARCH ON SIMULATION AND EXPERIMENT ABOUT THE FLEXIBLE SPINE OF ROBOT FISH Candidate： Chai Zhikun Supervisor： Prof. Chen Weishan Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Mechatronics Engineering Affiliation： School of Mechatronics Engineering Date of Defence： June, 2008 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘要 近年来，由于仿生机器鱼可以进行长时间、大范围、较复杂工况的水下 作业，可以用于机动性能要求较高的场合，也可以进行海洋生物考察、海底 勘探和海洋救生等许多场合，所以，具有快速、高效巡航游动以及高机动性 鲹科鱼类引起了国内外学术界的广泛关注。本课题依托国家自然基金项目 “仿鱼鳍水下推进器的理论与实验研究”，对鲹科推进模式鱼类的仿生机器 鱼进行运动学模型的建立和新型柔性脊骨结构的设计分析。 本文进行了鲹科鱼运动学的理论研究和柔性脊骨的优化设计。以鲹科推 进模式鱼类为研究对象，将鲤鱼作为鲹科鱼的代表，取其游动图像进行处理 和分析，建立机器鱼一维稳态直线游动的运动学模型。并借助Matlab软件 对该运动模型进行仿真分析和验证。以机器鱼一维稳态直线游动的运动学模 型为基础，采用参数优化设计方法，对鲹科推进模式机器鱼的柔性脊骨结构 进行优化设计。根据参数优化设计，得出柔性脊骨比刚性脊骨能够更好复现 运动学模型曲线的优越性。 在理论分析和优化设计的基础上，对柔性脊骨进行了仿真分析和实验研 究。运用ANSYS有限元分析软件，依据六关节柔性脊骨的优化设计尺寸， 建立有限元模型，并分析其摆动姿态和力学性能。通过变形姿态分析，验证 了柔性脊骨有限元模型能够正确的复现运动学模型。通过静力分析，改进了 柔性脊骨的厚度尺寸序列。通过瞬态动力学分析，得到机器鱼柔性脊骨侧向 位移和弹性回复力的动态关系特性。依据理论分析和仿真分析的结果，设计 加工了柔性脊骨实体，并对其进行了变形姿态和静力实验。通过实验验证了 本文运动学模型、优化设计和仿真分析的正确性和合理性。 本文通过理论研究、优化设计、仿真分析和实验研究相结合的研究方 法，建立了鲹科鱼类的运动学模型，得到了机器鱼柔性脊骨的优化结构及其 相关变形和力学特性，为机器鱼的后续研究打下了基础。 关键词柔性脊骨：运动学模型：参数优化设计：仿真分析 -I-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - I - 摘 要 近年来，由于仿生机器鱼可以进行长时间、大范围、较复杂工况的水下 作业，可以用于机动性能要求较高的场合，也可以进行海洋生物考察、海底 勘探和海洋救生等许多场合，所以，具有快速、高效巡航游动以及高机动性 鲹科鱼类引起了国内外学术界的广泛关注。本课题依托国家自然基金项目 “仿鱼鳍水下推进器的理论与实验研究”，对鲹科推进模式鱼类的仿生机器 鱼进行运动学模型的建立和新型柔性脊骨结构的设计分析。 本文进行了鲹科鱼运动学的理论研究和柔性脊骨的优化设计。以鲹科推 进模式鱼类为研究对象，将鲤鱼作为鲹科鱼的代表，取其游动图像进行处理 和分析，建立机器鱼一维稳态直线游动的运动学模型。并借助 Matlab 软件 对该运动模型进行仿真分析和验证。以机器鱼一维稳态直线游动的运动学模 型为基础，采用参数优化设计方法，对鲹科推进模式机器鱼的柔性脊骨结构 进行优化设计。根据参数优化设计，得出柔性脊骨比刚性脊骨能够更好复现 运动学模型曲线的优越性。 在理论分析和优化设计的基础上，对柔性脊骨进行了仿真分析和实验研 究。运用 ANSYS 有限元分析软件，依据六关节柔性脊骨的优化设计尺寸， 建立有限元模型，并分析其摆动姿态和力学性能。通过变形姿态分析，验证 了柔性脊骨有限元模型能够正确的复现运动学模型。通过静力分析，改进了 柔性脊骨的厚度尺寸序列。通过瞬态动力学分析，得到机器鱼柔性脊骨侧向 位移和弹性回复力的动态关系特性。依据理论分析和仿真分析的结果，设计 加工了柔性脊骨实体，并对其进行了变形姿态和静力实验。通过实验验证了 本文运动学模型、优化设计和仿真分析的正确性和合理性。 本文通过理论研究、优化设计、仿真分析和实验研究相结合的研究方 法，建立了鲹科鱼类的运动学模型，得到了机器鱼柔性脊骨的优化结构及其 相关变形和力学特性，为机器鱼的后续研究打下了基础。 关键词 柔性脊骨；运动学模型；参数优化设计；仿真分析
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 Abstract At the present time,the swimming theory of the fish that has the ability of quick speed and high efficiency on swimming is a focus of the researcher.The fish-like submarine propeller could be used in the underwater environment for a long time,wide-range and complex condition.Moreover,it can be used on the situation for high flexibility request,the research on the ocean life,ocean observation and life saving.It has very high value of application.Depends on the National Natural Science Fund,the research of simulation and experimentation on flexible spine of the fish-like robot are developed in this paper. The research of the thunniform mode fish and optimization of the flexible spine is analyzed at first.The research object of this paper is the thunniform mode fish.Depends on the picture disposal of the swimming carp and analyzing, the kinematic model of this propulsion mode is set up.Using engineering and numerical analysis software Matlab for simulations of the model are carried out, so as to prove the rightness of the kinematic model.Based on the kinematic model,the optimization design of the flexible spine's three-dimensional size is carried out with the method of the parameter optimization.From the result of the parameter optimization,the conclusion of flexible spine can be better close to the theory curve than the rigidity spine can be got. Depends on the analyzing of kinematics and optimization,the simulating analyzing and experimenting is carried out.Using software ANSYS for finite element simulation analyzing,based on the optimization design size of six link flexible spine,build the finite element simulation model and analyze the moving pose and force capability of the flexible spine.Depends on the analyzing,the finite element simulation model of the flexible spine can be moving as same as the kinematic model could be proved.By static analyzing,the thickness of every link of the flexible spine is improved.Design and fabricate the entity of the flexible spine,and do the distortion and static experiment on it.Via experimental research,the rightness and rationality of the kinematic model of the thunniform mode fish,the optimization design and simulation analyzing of the flexible spine are proved. -Ⅱ
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - II - Abstract At the present time, the swimming theory of the fish that has the ability of quick speed and high efficiency on swimming is a focus of the researcher. The fish-like submarine propeller could be used in the underwater environment for a long time, wide-range and complex condition. Moreover, it can be used on the situation for high flexibility request, the research on the ocean life, ocean observation and life saving. It has very high value of application. Depends on the National Natural Science Fund, the research of simulation and experimentation on flexible spine of the fish-like robot are developed in this paper. The research of the thunniform mode fish and optimization of the flexible spine is analyzed at first .The research object of this paper is the thunniform mode fish. Depends on the picture disposal of the swimming carp and analyzing, the kinematic model of this propulsion mode is set up. Using engineering and numerical analysis software Matlab for simulations of the model are carried out, so as to prove the rightness of the kinematic model. Based on the kinematic model, the optimization design of the flexible spine’s three-dimensional size is carried out with the method of the parameter optimization. From the result of the parameter optimization, the conclusion of flexible spine can be better close to the theory curve than the rigidity spine can be got. Depends on the analyzing of kinematics and optimization, the simulating analyzing and experimenting is carried out. Using software ANSYS for finite element simulation analyzing, based on the optimization design size of six link flexible spine, build the finite element simulation model and analyze the moving pose and force capability of the flexible spine. Depends on the analyzing, the finite element simulation model of the flexible spine can be moving as same as the kinematic model could be proved. By static analyzing, the thickness of every link of the flexible spine is improved. Design and fabricate the entity of the flexible spine, and do the distortion and static experiment on it. Via experimental research, the rightness and rationality of the kinematic model of the thunniform mode fish, the optimization design and simulation analyzing of the flexible spine are proved
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 The main research method of this paper is composed by the theory research,optimization design,simulating analyzing and experimental research. Via these research,the kinematic model of the thunniform mode fish is set up, the optimization frame and some capability of the flexible spine is got These researches will be used as a basic of the whole fish-like robot. Keywords Flexible spine,kinematic model,parameter optimization design,simulation analyzing -Ⅲ
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - III - The main research method of this paper is composed by the theory research，optimization design, simulating analyzing and experimental research. Via these research, the kinematic model of the thunniform mode fish is set up, the optimization frame and some capability of the flexible spine is got These researches will be used as a basic of the whole fish-like robot. Keywords Flexible spine, kinematic model, parameter optimization design, simulation analyzing
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 目 录 摘要 ..I Abstract.… II 第1章绪论 1 1.1引言… .1 1.2机器鱼的仿生学概况及特点 1 1.2.1鱼类推进模式分类 1 1.2.2鱼类推进模式的特点 3 1.2.3仿生机器鱼的研究意义及特点 3 1.3仿生机器鱼国内外研究现状 4 1.3.1国外仿生机器鱼研究现状 4 1.3.2国内仿生机器鱼研究现状 6 1.4仿生机器鱼运动学模型研究现状 .7 1.5本课题的研究目标和研究内容 8 第2章运动学模型的建立与仿真.… 10 2.1引言. 10 2.2鱼体仿生学基础研究 10 2.2.1鱼的形态描述 10 2.2.2鱼体运动分析 11 2.3运动学模型的建立… 13 2.3.1物理模型简化 13 2.3.2运动学模型的建立 。。。。 14 2.4运动学模型的仿真分析及特点 19 2.4.1基于MATLAB的仿真分析 19 2.4.2运动学模型的特点 21 2.5本章小结 .21 第3章柔性脊骨三维尺寸的参数优化设计 22 3.1引言.… 22 3.2参数优化设计理论 .22 3.3脊骨长度尺寸的参数优化设计 .23 -IV-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - IV 目 录 摘 要................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................II 第 1 章 绪论.........................................................................................................1 1.1 引言............................................................................................................1 1.2 机器鱼的仿生学概况及特点.....................................................................1 1.2.1 鱼类推进模式分类..............................................................................1 1.2.2 鱼类推进模式的特点..........................................................................3 1.2.3 仿生机器鱼的研究意义及特点..........................................................3 1.3 仿生机器鱼国内外研究现状.....................................................................4 1.3.1 国外仿生机器鱼研究现状..................................................................4 1.3.2 国内仿生机器鱼研究现状..................................................................6 1.4 仿生机器鱼运动学模型研究现状.............................................................7 1.5 本课题的研究目标和研究内容.................................................................8 第 2 章 运动学模型的建立与仿真....................................................................10 2.1 引言..........................................................................................................10 2.2 鱼体仿生学基础研究 ..............................................................................10 2.2.1 鱼的形态描述 ...................................................................................10 2.2.2 鱼体运动分析 ...................................................................................11 2.3 运动学模型的建立 ..................................................................................13 2.3.1 物理模型简化 ...................................................................................13 2.3.2 运动学模型的建立............................................................................14 2.4 运动学模型的仿真分析及特点...............................................................19 2.4.1 基于 MATLAB 的仿真分析..............................................................19 2.4.2 运动学模型的特点............................................................................21 2.5 本章小结 ..................................................................................................21 第 3 章 柔性脊骨三维尺寸的参数优化设计 ....................................................22 3.1 引言..........................................................................................................22 3.2 参数优化设计理论 ..................................................................................22 3.3 脊骨长度尺寸的参数优化设计...............................................................23
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 3.3.1建立柔性脊骨构型 24 3.3.2建立参数优化设计的数学模型 .25 3.3.3参数优化设计 31 3.3.4参数优化设计结果分析 .32 3.3.5假设条件合理性的验证 .34 3.4脊骨高度与厚度尺寸的优化设计 .35 3.4.1脊骨高度尺寸设计 35 3.4.2脊骨厚度尺寸的参数优化设计 .36 3.5本章小结… .38 第4章柔性脊骨的有限元分析… .39 4.1引言. .39 4.2柔性脊骨的静力学分析.… 39 4.2.1基于APDL语言建立参数化模型 .39 4.2.2确定加载方式 40 4.2.3静力学分析… 42 4.3柔性脊骨的瞬态动力学分析 .45 4.3.1基于APDL语言编写动态载荷 .45 4.3.2瞬态动力特性分析.… 。。 .47 4.4本章小结 50 第5章柔性脊骨静力学实验分析 .51 5.1引言 .51 5.2柔性脊骨的静力学实验 51 5.2.1变形姿态实验 52 5.2.2侧向位移和弹性回复力关系实验 .56 5.2.3变形曲线对比实验 .57 5.3本章小结 60 结论 61 参考文献 62 附录. .66 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 71 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 71 致谢 72 -V
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - V - 3.3.1 建立柔性脊骨构型............................................................................24 3.3.2 建立参数优化设计的数学模型........................................................25 3.3.3 参数优化设计 ...................................................................................31 3.3.4 参数优化设计结果分析....................................................................32 3.3.5 假设条件合理性的验证....................................................................34 3.4 脊骨高度与厚度尺寸的优化设计...........................................................35 3.4.1 脊骨高度尺寸设计............................................................................35 3.4.2 脊骨厚度尺寸的参数优化设计........................................................36 3.5 本章小结 ..................................................................................................38 第 4 章 柔性脊骨的有限元分析........................................................................39 4.1 引言..........................................................................................................39 4.2 柔性脊骨的静力学分析...........................................................................39 4.2.1 基于 APDL 语言建立参数化模型....................................................39 4.2.2 确定加载方式 ...................................................................................40 4.2.3 静力学分析 .......................................................................................42 4.3 柔性脊骨的瞬态动力学分析...................................................................45 4.3.1 基于 APDL 语言编写动态载荷........................................................45 4.3.2 瞬态动力特性分析............................................................................47 4.4 本章小结 ..................................................................................................50 第 5 章 柔性脊骨静力学实验分析....................................................................51 5.1 引言..........................................................................................................51 5.2 柔性脊骨的静力学实验...........................................................................51 5.2.1 变形姿态实验 ...................................................................................52 5.2.2 侧向位移和弹性回复力关系实验 ....................................................56 5.2.3 变形曲线对比实验............................................................................57 5.3 本章小结 ..................................................................................................60 结 论.................................................................................................................61 参考文献.............................................................................................................62 附 录.................................................................................................................66 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 ......................................................71 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 ......................................................71 致 谢.................................................................................................................72
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 第1章绪论 1.1引言 21世纪将是海洋开发的世纪，因而水下机器人在海洋环境研究，海洋 资源探测和开发等民用领域，乃至海洋军事领域有着广阔的应用前景和巨大 的潜在价值。但是当前水下机器人多采用传统的螺旋桨作为推进器，其体积 大、重量重、能耗高、综合效率低（通常小于45%）、瞬时响应有严重的滞 后现象、运动灵活性能差、并且伴有较大的噪音和尾涡。为克服这些缺点， 近年来，随着仿生学研究的不断发展，许多水下机器人科研工作者又将注意 力集中到长期生活在水下，特别是能在水中快速遨游的鱼类的游动机理的研 究上山。 水下推进器的设计目标是希望具有效率高、速度快、灵活性好等优点， 而鱼类游动恰好具有这些优点，从而在世界范围内兴起了仿生鱼机器人研究 的热潮。利用鱼类游动推进机理实现水下潜器和水下机器人推进的想法伴随 着仿生学、材料学、自动控制理论、图像处理等学科的发展将成为现实。 如果仿生机器鱼的研究成熟，可以进行长时间、大范围、工况较复杂的 水下作业，可以用于机动性能要求较高的场合及进行海洋生物考察、海底勘 探和海洋救生等领域。军事方面，可以应用在隐蔽性较强的场合3]。 因此，有理由相信随着海洋的开发及技术的进步，适应各种需要的水下 机器人将会得到很大的发展。国内外学者也越来越重视新型仿生机器鱼的研 究与开发，取得了很多阶段性的成果，设计了各种各样的机器鱼样机。但 是，这些机器鱼样机的性能和游动姿态与真鱼的水平还相差较远。因此，进 一步开展深入的理论和实验研究具有重要的意义。 1.2机器鱼的仿生学概况及特点 1.2.1鱼类推进模式分类 鱼类的游动方式有多种多样，关于鱼类推进模式和推进机理的研究是新 型仿鱼水下推进器的研究基础。1926年brederl4根据鱼类推进运动的特征不
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 1 - 第1章 绪论 1.1 引言 21 世纪将是海洋开发的世纪，因而水下机器人在海洋环境研究，海洋 资源探测和开发等民用领域，乃至海洋军事领域有着广阔的应用前景和巨大 的潜在价值。但是当前水下机器人多采用传统的螺旋桨作为推进器，其体积 大、重量重、能耗高、综合效率低(通常小于 45% )、瞬时响应有严重的滞 后现象、运动灵活性能差、并且伴有较大的噪音和尾涡。为克服这些缺点， 近年来，随着仿生学研究的不断发展，许多水下机器人科研工作者又将注意 力集中到长期生活在水下，特别是能在水中快速遨游的鱼类的游动机理的研 究上[1]。 水下推进器的设计目标是希望具有效率高、速度快、灵活性好等优点， 而鱼类游动恰好具有这些优点，从而在世界范围内兴起了仿生鱼机器人研究 的热潮。利用鱼类游动推进机理实现水下潜器和水下机器人推进的想法伴随 着仿生学、材料学、自动控制理论、图像处理等学科的发展将成为现实[2]。 如果仿生机器鱼的研究成熟，可以进行长时间、大范围、工况较复杂的 水下作业，可以用于机动性能要求较高的场合及进行海洋生物考察、海底勘 探和海洋救生等领域。军事方面，可以应用在隐蔽性较强的场合[3]。 因此，有理由相信随着海洋的开发及技术的进步，适应各种需要的水下 机器人将会得到很大的发展。国内外学者也越来越重视新型仿生机器鱼的研 究与开发，取得了很多阶段性的成果，设计了各种各样的机器鱼样机。但 是，这些机器鱼样机的性能和游动姿态与真鱼的水平还相差较远。因此，进 一步开展深入的理论和实验研究具有重要的意义。 1.2 机器鱼的仿生学概况及特点 1.2.1 鱼类推进模式分类 鱼类的游动方式有多种多样，关于鱼类推进模式和推进机理的研究是新 型仿鱼水下推进器的研究基础。1926 年 breder[4]根据鱼类推进运动的特征不
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 同，将鱼类游动方式划分为身体（和/或）尾鳍推进(BCF locomotion)和中 间鳍（和/或）对鳍推进(MPF locomotion)两大类。 Sfakiotakis..M等人于1999年给出了一种详细、完整的分类方案，将鱼 类基本推进模式化分为以下四种： (1)喷射式乌贼、鱿鱼、水母等依靠身体躯干的特殊构造，它们由身 体内部的特殊部位向后挤压水流产生后向推力，利用动量守恒定理向前推 进。 (2)身体波动式即鳗行式，如鳗鱼、水蛇等，如图1-1所示，它们的 游动犹如正弦波形的前进一样，把身体当作推进器，用从头到尾波动身体来 游动，其前进单位距离所需推力最小。 游 高 推进那 动方向 a)身体波动式 b)鲹科模式 c)鲹科加新月形尾鳍模式 a)Anguilliform b)Carangiform c)Thunniform 图1-1鱼类游动推进运动的变化过程及身体波特征 Fig.1-1 Gradation of fish swimming propulsion movements (3)BCF(Body/Caudal Fin)推进式也称作尾鳍摆动式，这里又可分鲹 科模式和鲹科加新月形尾鳍模式，如图1-1所示，它们的显著特点是主要利 用鱼的身体后半段和尾鳍的协调摆动产生推进力： a鲹科模式如鳟鱼、鲱鱼等，是最常见的方式，在速度、加速度方面 和可操控性上都有很好的表现。 b鲹科加新月形尾鳍模式如鲉鱼、鲭鱼、马林鱼等，常有大展弦比的 尾鳍，在快速游动中最为高效。 (4)MPF(Median and/or Paired Fin)推进式它主要是利用除了尾鳍之 外的一些鱼鳍划动向前推进，如胸鳍、腹鳍、臀鳍、背鳍等。这类鱼较少， 大多数的鱼类只是利用这些鳍来保持平衡和控制转向。 -2-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 2 - 同，将鱼类游动方式划分为身体（和/或）尾鳍推进（BCF locomotion）和中 间鳍（和/或）对鳍推进（MPF locomotion）两大类。 Sfakiotakis.M[5]等人于 1999 年给出了一种详细、完整的分类方案，将鱼 类基本推进模式化分为以下四种： (1) 喷射式 乌贼、鱿鱼、水母等依靠身体躯干的特殊构造，它们由身 体内部的特殊部位向后挤压水流产生后向推力，利用动量守恒定理向前推 进。 (2) 身体波动式 即鳗行式，如鳗鱼、水蛇等，如图 1-1 所示，它们的 游动犹如正弦波形的前进一样，把身体当作推进器，用从头到尾波动身体来 游动，其前进单位距离所需推力最小。 a) 身体波动式 b) 鲹科模式 c) 鲹科加新月形尾鳍模式 a) Anguilliform b) Carangiform c) Thunniform 图 1-1 鱼类游动推进运动的变化过程及身体波特征 Fig.1-1 Gradation of fish swimming propulsion movements (3) BCF（Body/Caudal Fin）推进式 也称作尾鳍摆动式，这里又可分鲹 科模式和鲹科加新月形尾鳍模式，如图 1-1 所示，它们的显著特点是主要利 用鱼的身体后半段和尾鳍的协调摆动产生推进力[6]： a 鲹科模式 如鳟鱼、鲱鱼等，是最常见的方式，在速度、加速度方面 和可操控性上都有很好的表现。 b 鲹科加新月形尾鳍模式 如鲉鱼、鲭鱼、马林鱼等，常有大展弦比的 尾鳍，在快速游动中最为高效。 (4) MPF（Median and/or Paired Fin）推进式 它主要是利用除了尾鳍之 外的一些鱼鳍划动向前推进，如胸鳍、腹鳍、臀鳍、背鳍等。这类鱼较少， 大多数的鱼类只是利用这些鳍来保持平衡和控制转向
