基于直线型内摆线的两关节尾摆推进系统的设计及运动仿真

以电动机、液压马达等常见驱动和机械传动组合的大功率尾摆仿生推进,是未来水下自动航行器最具应用潜力的推进模式。提出一种基于直线型内摆线的尾摆推进系统,该系统具有相位差可调、运动无急回,可实现减速和运动转换集成。在关节点对推进性能分析及尾摆尾部运动数学模型的基础上,建立尾摆推进系统的黑箱;以尾摆推进参数、关节、参数间关系等运动参数为设计条件,完成了直线型内摆线两关节尾摆推进系统的工作原理设计和结构设计;运动仿真结果表明,直线型尾摆推进机构实现了可调相位差的简谐运动合成,并与鲤鱼尾部运动样本进行比对,验证了装置的可行性。

基于直线型内摆线尾鳍摆进装置自主推进性能实验研究

为了研究鯵科尾鳍自主推进性能,基于直线型内摆线尾鳍摆进装置,改进自由移动摆动测量平台,使推进装置具有相位差可调、运动无急回的特点,可实现减速和运动转换集成.实验台采用圆形导轨并增大支撑距离,使机器鱼最大程度的在水箱里模拟鱼在水下的游动状态.实验中以摆动尾鳍的推进力和扭矩为测量目标,并以尾鳍运动频率、横移幅度、摆动幅度、尾鳍种类等参数为变量进行了大量的实验.实验结果表明:鯵科尾鳍在运动频率为0. 8 Hz,横移幅度为30 mm条件下性能达到最优并且鯵科尾鳍在高频状态下推进效果要优于白鲸尾鳍和海豚尾鳍.