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超磁致伸缩薄膜尾鳍机器鱼的仿生游动机理
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60275034,50275021).
中文摘要:

根据仿生学原理,采用超磁致伸缩薄膜驱动器模仿鱼类的波状推进方式,可以实现机器人的无缆驱动,并能显著提高机器人的可靠性与实用性。为了提高推进力,进而提高驱动效率,实现机器人尾鳍形状优化是关键。基于等面积条件,优选了几种薄膜尾鳍形状。在建立悬臂梁结构变断面超磁致伸缩薄膜受迫振动动态模型和机器人推力模型的基础上,对不同形状薄膜尾鳍的推力进行了仿真验证,得出了最佳尾鳍形状曲线,并用有限元法分析了薄膜驱动器的应力分布。最后通过试验验证了薄膜驱动器的推进效果。

英文摘要:

According to bionic principle, a fish-like swimming micro robot using giant magnetostrictive thin film actuator as a propulsion caudal fin can improve its reliability and feasibility in the way of non-contact control. As the configuration optimization of caudal fin is the key to modify its propulsive force and drive efficiency of the robot, several kinds of selected caudal fin configurations are selected in the condition of equal caudal area and length. Then their propulsive force is validated by simulation based on established force oscillation dynamic model of GFM in variable cross section area cantilever structures and propulsive models of micro robot in the liquid. As a result an optimal configuration caudal fin is selected, and the stress distribution of inside caudal fin is analyzed by the finite element method. Finally the experimental result validates that the caudal fm as selected configuration can generate more thrust force and better efficiency.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603