设计和分析一条具有连续体的新型生物十足度机器人鱼
Di Chen1, Bo Wang1, Yan Xiong1
1State Key Laboratory for Turbulence and Complex Systems, Department of Advanced Manufacturing and Robotics, College of Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|January 22, 2024
概括
这项研究介绍了一种具有可变刚性连续体的新型张度稳定性机器人鱼,可实现高游泳速度和机动性. 设计模仿生物鱼类,以增强水下运动.
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.
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 生物鱼类具有适应性,灵活的身体,可以进行出色的游泳.
- 在机器人鱼中复制这些生物功能是具有挑战性的,因为执行和材料的限制.
- 连续性灵活的身体对于先进的机器人鱼设计至关重要.
研究的目的:
- 提出一个连续机器人鱼体的生物设计,使用具有可变刚度的延伸度结构.
- 分析延伸性结构的曲特性和推进.
- 通过实验验证度变化机制和整体设计效率.
主要方法:
- 开发了一个基于十分位结构的机器人鱼体,具有硬度变化.
- 建立了一个数学模型来分析曲特性和鱼类类推进.
- 构建了一个原型,整合了一个十分位体,电子头和灵活的尾巴.
- 进行实验以评估控制参数和度对游泳表现的影响.
主要成果:
- 十分度机器人鱼展示了类似鱼类的振荡推进.
- 刚度的变化显著影响了游泳速度和转性能.
- 达到了295mm/s (0.84BL/s) 的最大游泳速度.
- 经过证明的方向盘,转半径至少为230mm (0.68BL),角速度为46.6°/s.
结论:
- 延伸度结构有效地模仿生物鱼类的推进力,并允许度变化.
- 振荡幅度,频率和刚度是机器人鱼游泳运动的关键因素.
- 这种新的设计为开发具有增强机动性的先进连续机器人鱼提供了有前途的方法.
