基于高频振动特征的生物鱼的研究和实验
Bo Zhang1, Yu Chen1, Zhuo Wang1
1College of Mechanical and Electrical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150009, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|June 27, 2023
概括
这项研究量化了对生物机器人鱼稳定,高速游泳的电压和跳动频率. 使用电磁驱动和粒子群集优化的优化鱼尾共振提高了游泳效率.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 生物机器人鱼的研究重点是模仿天然鱼,以实现高效的水下运动.
- 了解高频振动对于实现稳定和高速游泳至关重要.
- 现有的设计往往在优化推进和控制机制方面扎.
研究的目的:
- 为了研究生物机器人鱼的高频振动特征.
- 量化电压和节拍频率对游泳表现的影响.
- 开发和验证一种用于增强生物模拟运动的新型电磁驱动系统.
主要方法:
- 使用单关节鱼尾模型对振动特征进行实验分析.
- 开发了一种具有尾的新型电磁驱动器,模拟鱼类肌肉弹性.
- 实现一个中央模式生成器 (CPG) 控制模型与粒子群集优化 (PSO).
- 调整鱼尾弹性模块以实现与振动器的共振.
主要成果:
- 量化了电压,节拍频率和高速稳定游泳之间的关系.
- 证明了与振动器的鱼尾共振显著提高了游泳效率.
- 生物机器人鱼原型通过高频振动实现了高速游泳.
结论:
- 高频振动是实现生物机器人鱼高速游泳的关键因素.
- 拟议的电磁驱动和控制系统有效地提高了游泳性能.
- 响应调为优化仿生水生机器人的推进效率提供了一个有前途的方法.
