仿蝠鲼机器鱼软体胸鳍建模与仿真

摘要：

介绍一种仿蝠鲼机器鱼上使用的软体胸鳍推进器,具有三维立体翼型并集成多个软体致动单元,具备更高形态及运动仿生度.分析提取了生物原型翼缘曲线并建立扑翼运动学模型,解耦描述胸鳍俯仰-摆转复合运动模式;对比了不同致动器数量的软体胸鳍运动特性与控制策略,并通过样机静态加载试验验证了有限元模型可靠性;基于格子-玻尔兹曼方法实现复杂曲面动态边界的流固耦合,在仿真环境中分析了单/多自由度软体胸鳍在不同工况下的扑翼推升力特性;数据对比表明多自由度胸鳍平均推力为单自由度的7.2倍,性能优势显著,为进一步水动力试验研究与机器鱼平台整合提供了数据预测与方向指导.

关键词：仿生机器鱼、软体胸鳍推进器、扑翼运动学建模、流固耦合

所属期刊栏目：56

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：北京市自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2020-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：182-190