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BionicFinWave:具有*鰭片驅(qū)動器的水下機(jī)器人
點擊次數(shù)：936 發(fā)布時間：2018-7-24
BionicFinWave:具有*鰭片驅(qū)動器的水下機(jī)器人
大自然讓我們印象深刻地學(xué)習(xí)到了，理想的推進(jìn)系統(tǒng)在水中做某些類型的運動時應(yīng)該是怎樣的形態(tài)。在Achema展會上，F(xiàn)esto次展示了BionicFinWave機(jī)器人，該機(jī)器人的設(shè)計靈感來自于海渦蟲或墨魚這類海洋生物游動時所做的鰭片波浪運動。運用這種形式的推動力，水下機(jī)器人能夠在丙烯酸玻璃管系統(tǒng)中進(jìn)行自主導(dǎo)航。該項目推動了未來在過程工業(yè)中運用自主機(jī)器人的概念。
有了這個技術(shù)載體，再一次激發(fā)了Festo創(chuàng)造可在流體介質(zhì)中工作的機(jī)器人和新的驅(qū)動技術(shù)。類似BionicFinWave 的創(chuàng)新概念未來可以進(jìn)一步進(jìn)行開發(fā)，用來完成檢測、測量和數(shù)據(jù)采集等工作，例如： 水工業(yè)，工業(yè)水處理技術(shù)及其他過程工業(yè)領(lǐng)域。從該項目獲得的知識也可以運用在軟性機(jī)器人元件的生產(chǎn)工藝中。
逼真的游行動作
海渦蟲和墨魚的縱鰭，從頭部一直延伸到尾部 — 長在它們的背部、腹部和身體兩側(cè)。 在水中穿行時，他們運用鰭片產(chǎn)生持續(xù)的、遍布全身的波浪。這種所謂的波浪作用力迫使水向后流動從而產(chǎn)生向前的推動力。BionicFinWave還可利用這個原理完成前進(jìn)或后退的自助導(dǎo)航。
這使得Festo從技術(shù)上意識到，比起傳統(tǒng)的螺旋推進(jìn)器，鰭動力裝置特別適合慢速和運動。例如，當(dāng)它在管道系統(tǒng)中穿行時，自主水下機(jī)器人可以通過無線電與外界進(jìn)行通信，并將數(shù)據(jù)（如溫度和壓力傳感器測量值）傳輸?shù)狡桨咫娔X。
靈活的硅膠鰭構(gòu)成主要部件
BionicFinWave全長370毫米，兩側(cè)的鰭*由硅膠制作而成，不需要支柱或是其它支撐元件。因此，柔韌性*，可以真實的模仿生物樣板平緩的流動運動。為此，兩片鰭分別與九個偏轉(zhuǎn)角為45度的連桿臂相連。這些連桿臂由安裝在水下機(jī)器人體內(nèi)的兩個伺服電機(jī)驅(qū)動。兩個扁平的曲軸將動力傳遞至連桿臂，使兩個鰭片能夠單獨移動。以這種方式，它們可以自主地產(chǎn)生不同的波形。例如，進(jìn)行游動轉(zhuǎn)彎時，外側(cè)的鰭片移動速度要快于內(nèi)部鰭片，與挖掘機(jī)的鏈條同理。
BionicFinWave通過將身體往期望的方向彎曲進(jìn)行上下運動。為使曲軸具有適當(dāng)?shù)撵`活性，每個杠桿臂之間都設(shè)有萬向轉(zhuǎn)接頭。曲軸、接頭和活塞桿都由塑料打造而成，通過3D打印制成。
優(yōu)化的身體結(jié)構(gòu)設(shè)計，身體內(nèi)集成電子元件
BionicFinWave的其它主體元素也是通過3D打印而成，重量只有430克。 能識別復(fù)雜幾何外形。其空腔可用作浮子。同時，具備防水功能的空腔可以在狹小的空間內(nèi)為控制和調(diào)節(jié)技術(shù)提供安全點。壓力傳感器和超聲傳感器持續(xù)測量BionicFinWave與管壁的距離和位于水中的深度，從而避免與管道系統(tǒng)發(fā)生碰撞。這種安全的自主導(dǎo)航需要開發(fā)可以通過相應(yīng)軟件來協(xié)調(diào)和控制的緊湊、、并具備防水功能的部件。