仿生推进装置驱动机构优化设计

通过分析仿生推进装置驱动机构的运动要求,采用虚拟样机软件ADAMS建立其驱动机构模型,对机构的关键点进行参数化处理,通过控制参数化点坐标的变化实现杆件长度及位置的变化,最终以单位输出力所需的驱动转矩最小为优化目标,对机构参数进行优化设计,结果表明优化效果明显,优化目标较优化之前减小13%。     

仿生推进装置翼盘变速运动的数值模拟研究

根据仿生推进装置运动的特点,考虑推进翼盘推进过程中运动速度的变化,运用FLUENT软件,通过自定义非定常入口边界实现推进翼盘在变速运动中的三维流场数值模拟,得到了速度、压强、阻力等流场参数.绘制出不同驱动速度下翼盘的推进力曲线,并分析了负推进力产生的原因.所得结论为仿生推进装置的优化提供了理论参考依据.     

基于虚拟样机的仿生推进装置运动学仿真

用Pro/E软件建立了仿生推进装置的机构模型,利用虚拟样机软件ADAMS对机构进行仿真,得到了翼盘的位移、速度曲线及连杆的驱动力矩曲线,证实机构运动符合预设的要求.为进一步的研究和优化仿生推进装置提供了依据.     

模仿蛇怪蜥蜴的仿生推进装置结构研究

通过模仿蛇怪蜥蜴在水上行走时腿部的运动姿态,设计了一种轮-叶复合式仿生推进装置。为了在结构设计阶段评估叶片数对推进装置动力性能的影响,利用三维造型软件建立了不同叶片数的推进装置的物理模型,通过计算流体力学软件对推进装置进行了数值计算,获得了三种设计方案的水动力学特性。仿真结果表明:随着叶片数的增加,推进力呈减小趋势,升力呈增大趋势,推进装置受力周期性波动的幅值随之减小。最后,根据物理模型制作了试验样机,入水测试表明仿生推进装置能够实现滑行状态。     

一种仿生机器鱼尾鳍推进机构的设计

通过对曲柄摇块机构的改进,设计了一种新型的仿生机器鱼尾鳍推进机构。利用Pro/E运动学仿真模块及ANSYS软件,给出了该机构实现直线游动的条件,以及实现转弯运动的3种不同方式及其适用场合。在此基础上,指出了仿生机构实现多种模态的直线游动和转弯动作的控制策略。仿真结果表明:运动过程中机构质心变化范围很小,同时惯性力对动态平衡影响也很小,从而验证了所设计结构的合理性。     

基于CFD软件的两栖车辆仿生推进装置翼盘仿真模拟

采用RNG k-ε湍流模型与SIMPLE算法,应用CFD软件对两栖车辆仿生推进装置的翼盘在不同速度工况下进行数值模拟.通过分析不同速度工况下翼盘所能产生的推力和翼盘外流场的分布情况,直观揭示了2种翼盘的运动情况,为两栖车辆仿生推进装置的研制提供了一定的参考依据.     

基于CFD软件的两栖车辆仿生推进装置翼盘仿真模拟

采用RNGk-ε湍流模型与SIMPLE算法,应用CFD软件对两栖车辆仿生推进装置的翼盘在不同速度工况下进行数值模拟。通过分析不同速度工况下翼盘所能产生的推力和翼盘外流场的分布情况,直观揭示了2种翼盘的运动情况,为两栖车辆仿生推进装置的研制提供了一定的参考依据。     

一种仿生折展机构设计与应用研究

以合瓣高脚蝶形花冠的迎春花为例,对花朵开放过程中的展开过程进行提取,设计出一种能够实现折展功能的仿生折展机构,根据花瓣开放展开形态,并根据机构学概念,提出一种仿花瓣折展机构设计概念模型,通过机构构件运动副数目方程组和运用胚图法完成对七杆以下平面闭环机构的构型综合,并从中优选可用机构构型作为仿花瓣折展机构单元,对折展单元...     

胸鳍摆动推进模式仿生鱼研究进展

胸鳍摆动推进模式鱼类兼具高机动性、高效率和较高运动速度等优势特征,以此种鱼类为自然原型构建仿生机器鱼成为水下机器人研究领域的一个热点问题。通过对牛鼻鲼生物学研究成果的总结和实地观测分析,得出胸鳍摆动推进模式鱼类的典型身体结构特征和运动变形规律。系统总结胸鳍摆动推进模式仿生鱼研究领域中摆动胸鳍功能单元理论和试验研究情况以及仿生鱼样机构建的国内外研究现状。着重介绍研究小组在胸鳍摆动推进仿生鱼研究中所取得的阶段性成果,并在游动速度方面与本领域内的其他样机进行对比。通过对当前胸鳍摆动推进仿生鱼研究成果进行分析,得出现有仿生样机与自然原型存在差距的主要原因。随着研究的不断深入,胸鳍摆动推进仿生鱼样机性能与自然原型之间的差距必将逐渐缩小,实际应用前景广阔。     

身体/尾鳍推进模式仿生机器鱼研究的进展与分析

随着海洋资源越来越受到国家重视,水下机器人已成为科研的热点。仿生机器鱼作为水下机器人,具有低噪声、对环境扰动小等特点。身体/尾鳍推进模式(Body and/or caudal fin,BCF)仿生机器鱼是指以身体/尾鳍推进模式推进的仿生机器鱼,它具有高速、高效、机动性高等优势,是近年来仿生机器鱼研制的重点。随着1994年首条仿生机器鱼的研制成功,许多优秀的相关研制成果已应用到水下考古、水质监测、污染检测等领域。基于此,介绍BCF鱼类的分类及特点、BCF生物鱼以及仿生鱼的推进机理,并着重介绍国内外BCF仿生样机的研制进展,对已有样机的驱动方式、机械结构和游动性能进行详细分析,揭示不同驱动方式所面临的技术问题,在此基础上总结BCF仿生机器鱼的发展趋势和应用前景。     

基于环形长鳍波动推进的仿生水下机器人设计

以鳐科模式游动的底栖鱼类魟鱼为仿生对象,设计了一种基于环形长鳍波动推进的仿生水下机器人。在分析其胸鳍肌肉和骨骼结构的基础上,建立了柔性胸鳍运动的简化模型,提出了一种仿生水下机器人设计方案。研制了仿生水下机器人样机,并进行了直线巡游、原地转弯和动态浮潜游动试验。结果表明:在波动频率0.8 Hz,鳍条摆角±20°,直线巡游单侧波数1.25时,其游动速度可达45 mm/s;在环形长鳍波数为2时,原地转弯的速度可达42.8°/s;游动状态表明仿生样机依靠环形长鳍能实现高稳定性和高机动性的游动运动。     

一种新型仿生介入微机器人的研究

基于腹足动物运动机理,介绍了一种新型动脉内仿生介入微机器人.该机器人前、后两个舱体在同一时刻所受环境管壁的摩擦力有很大差异,随着直线步进电机的伸张与收缩实现机体的前进与后退.用ADAMS对机器人运动进行仿真,证明该机器人驱动机理是可行性的,实验分析了该机器人运行速度和直线步进电机伸缩速度之间的关系.     

两栖车辆水上推进装置的研究

通过时两栖车辆所选用的水上推进装置进行分类,定性分析了各种水上推进装置的工作原理及其性能,并作出了综合评价,为两栖车辆的进一步论证、研究奠定了一定的基础。     

Wheel-Walking Propulsion Unit of a Planetary Rover with Active Suspension

The scheme of the propulsion unit with walking mechanism for a wheeled planetary rover is considered. The walking mechanism permits to convert the chassis in a transport position, displacement of rover’s center of mass so as to optimize the load on motor wheels. In wheeled motion the walking mechanism realize function of the active suspension for adaptation of the locomotion system to the surface features. On friable soils where wheeled locomotion is difficult or impossible, wheel-walking mode improves trafficability.     

仿蛇怪蜥蜴推进装置运动仿真分析及试验研究

通过模仿蛇怪蜥蜴水上奔跑时腿部运动姿态,设计了一种仿蛇怪蜥蜴推进装置。在前期理论分析基础上,着重讨论了仿生推进装置性能随叶轮转速的变化规律,应用计算流体力学模拟了推进装置的三自由度运动,分析了转速对仿生推进装置的推进速度、推进力和升力等参数的影响,进一步开展了原理试验。仿真和试验结果表明,增大叶轮转速可提高仿生推进装置的推进速度,但存在一定的临界范围,超出此范围,增加叶轮吃水深度可有效提高航速。     

Soil Stresses due to a Propulsion Unit with a Rubber Caterpillar Track

Russian Engineering Research - A model is developed for a triangular propulsion unit with a rubber caterpillar track so as to determine the vertical soil stress in the soil; RecurDyn software is...     

一种摆动式柔性关节的遥控仿生机器鱼

该文提出一种波壳伸缩式摆动式柔性关节 ,突出了由弯曲关节构成的仿生机器鱼的设计。此关节采用板弹簧为柔性骨架 ,波壳弹性体受气压后轴向膨胀作为肌肉动力。文中给出了柔性关节的简单结构、仿生机器鱼的基本构造、接受与控制系统的硬件组成以及驱动系统的原理