鱼类机器人:多推进和相的合,间距和合规性
Anthony P Mignano1, Shraman Kadapa1, Anthony C Drago1
1Laboratory for Biological Systems Analysis, Department of Mechanical Engineering and Mechanics, Drexel University, Philadelphia, PA, United States of America.
Bioinspiration & biomimetics
|January 11, 2024
概括
优化类似鱼类的机器人需要了解间距和合规性如何影响推进. 翅膀设计的小变化会极大地影响游泳力,使得性能大大提高.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 流体动力学 流体动力学
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
背景情况:
- 鱼类利用协调的翅膀和身体运动来有效地游泳和操纵.
- 为水下机器人适应生物游泳策略,需要了解互动.
研究的目的:
- 为了研究相差,间距和配对的合规性如何影响机器人游泳者的推进力.
- 为了确定相互作用对净推力和横向力的影响.
主要方法:
- 利用两个鱼形机器人游泳器收集实验数据.
- 进行了计算流体动力学 (CFD) 模拟,以建模的相互作用和力.
- 多种参数,包括相差,水平/垂直间距和合性.
主要成果:
- 交互起作用的产生的推进力对间距和合规性非常敏感.
- 翅膀分离的变化,甚至小于一个翅膀的长度,显著改变的力量和最佳的相差.
- 优化的翅膀相互作用可以产生与调整不良的系统相比,几倍大的推进力.
结论:
- 翅膀间距和合规性是多翅游泳机器人的关键设计参数.
- 为了最大限度地提高推进效率,必须仔细调整相互作用的动力学,几何学和机械性能.
- 生物仿真设计原则,当应用于互动时,在水下机器人技术中提供了显著的性能增长.


