水下仿生推进器阀控液压摆动关节建模与动态特性分析

采用液压驱动的模拟鱼柔性长背鳍波动运动的水下仿生推进器,当改变液压系统的流量和阀的控制参数时,其运动学参数能够迅速地做相应调整,实现平稳、流畅、连续的仿生运动。建立了阀控液压摆动关节的动力学模型,根据动力学模型得到系统传递函数,并绘制了Bode图。根据传递函数分析了阀控液压摆动关节的稳定特性、动态位置刚度特性和动态响应特性。结果表明阀控液压摆动关节具有一定的自稳定性,其工作频率与影响位置刚度的负载变化频率重叠,动态响应速度可以通过优化结构参数来调整。

不同水下仿生推进器性能影响的比较

各种模拟鱼类游动的水下仿生推进器,较传统的螺旋桨推进器有着低噪音、低扰动、高效率等突出优点。决定仿生推进器各个性能的重要因素之一,就是仿生推进器内部运动和动力的传动方式。比较分析了采用功能材料驱动、摆动舵机直接驱动、旋转伺服电机加运动变换机构驱动、液压传动等不同传动方式下仿生推进器的结构特点、运动自由度、推进性能,以及适应负载变化的特性,最后指出液压传动是一种综合性能较好的传动方式。液压传动的仿生推进器初步试验表明,该传动方式的结构简单紧凑、驱动能力强、可移植性好、具有优良的动力特性,有着广阔的应用前景和研究价值。

液压驱动仿生推进器运动特性的数值仿真

奇鳍/对鳍(MPF)模式的波动鳍有着许多出众的优点,其推进性能受自身结构及波形变化规律的影响较大。根据液压驱动的仿生推进器运动学模型,从理论上分析了液压参数对波形参数的影响。在Matlab软件中,搭建了仿生推进器液压系统的运动仿真模型,研究了液压系统参数对多个波动鳍波形参数之间关联影响,提出了消除波形参数关联变化的补偿方法。研究了仿生推进器在启动、停止过程中波形参数的变化规律。开展了液压驱动的仿生推进器装置的相关试验,验证了前面分析得出的结论。对仿生推进器运动特性的研究,可以进一步全面地了解其动态特性,对深入研究波动鳍的推进机理、提高仿生推进器的性能等具有重要的意义。

基于液压驱动的仿生推进器设计及运动学分析

MPF推进模式鱼类的高效、低扰动游动特性,逐渐受到水下机器人研究者的广泛关注。以"尼罗河魔鬼"鱼的柔性长背鳍为仿生对象,设计了一种液压驱动的模拟柔性长背鳍波动运动的仿生推进器。详细介绍了该仿生推进器的结构和工作原理,并建立了相应的运动学模型。在MAT-LAB中,根据运动学模型分析了鳍条高度、鳍面基线的不同组合下鳍面的运动效果。初步开展了该仿生推进器试验装置的试验。计算仿真和试验结果表明:液压驱动的仿生推进器运行流畅、结构和运动参数调整有效,完全可以模拟仿生对象的运动。

新型致动器在仿鱼机器人中的应用

致动器是决定仿鱼机器人运动性能的关键部件。本文介绍了离子电动聚合物、形状记忆合金、压电体、气动人工肌肉和动物活体肌肉等各种新型致动器在仿鱼机器人中的应用情况,对它们的性能进行了比较分析。

胸鳍推进模式仿生推进器研究进展及前景

介绍了无人仿生推进器的概念,综述了胸鳍推进仿生推进器的国内外研究情况,分析了胸鳍推进仿生推进器的特点,着重提出了仿生推进器研究的意义,并据此分析了胸鳍推进仿生推进器的技术发展趋势。

仿生设计在张拉整体结构仿生水母推进器中的应用

仿生设计是工业设计中重要的创新手段和研究方法,文章首先对仿生设计进行概述,以张拉整体结构仿生水母推进器为研究对象,从形态仿生、功能仿生和结构仿生三个方面阐述了仿生设计在张拉整体结构仿生水母推进器整中的应用,为仿生水母推进器的创造设计提供了新的灵感,不仅能够有效增加推进器的外形美感,还可以对其内部结构进行完善,满足推进器设计研究的相关要求,保障推进器的水下推动力,降低能源的消耗,从而维护海洋的良好生态环境,符合绿色设计的标准。