一个新的潜水甲虫灵感的划船推进机器人的设计,建模和实验
Jiang Ding1, Jingyu Li1,2,3, Tianbo Lan1,2,3
1School of Mechanical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|March 26, 2025
概括
这项研究介绍了一种由潜水甲虫启发的新型机器人,用于高效的水下推进. 仿生设计增强了游泳灵活性,并简化了小型水下机器人的控制.
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.
- 水下勘探 水下勘探
背景情况:
- 目前的生物式划船机器人往往专注于大型生物体,限制了较小设计中的敏捷性.
- 现有的仿生机器人面临着结构复杂性和控制系统的挑战.
- 需要敏捷,高效推进的小型水下机器人.
研究的目的:
- 设计和验证一款由潜水甲虫启发的新型生物式划船机器人.
- 为了提高小型水下机器人的推进效率和游泳灵活性.
- 为了简化控制系统,使生物式水下机器人的实际应用.
主要方法:
- 受潜甲虫腿部运动的启发,设计了一种被动的生物游泳脚和周期划推进机制.
- 使用不完整轮和扭矩弹的控制系统被用来减少伺服驱动的频率.
- 为了评估性能,进行了动态模拟和实验验证.
主要成果:
- 机器人实现了每秒0.82个身体长度 (BL/s) 的最大前进速度.
- 机器人展示了每秒18度 (°/s) 的转速.
- 该设计显著提高了推进效率和游泳灵活性.
结论:
- 这种以潜水甲虫为灵感的机器人为高效的水下运动提供了一种新的方法.
- 简化的控制系统增强了生物式水下机器人的实用性.
- 这项研究为开发小型敏捷的生物式水下机器人提供了宝贵的见解.


