您現(xiàn)在的位置是:首頁 >要聞 > 2020-12-08 17:00:38 來源:
能夠執(zhí)行3D噴氣推進(jìn)和操縱的新型機(jī)器人水母
作為靈感的來源,魚類,鯨類和水母等水生生物可以激發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì),以改善人造系統(tǒng)在水生環(huán)境中運(yùn)作并與水生環(huán)境相互作用的方式。在自然界中,水母通過使鐘形物體徑向膨脹和收縮以將水推向身后,從而在周圍環(huán)境中自我推動(dòng),這被稱為射流推進(jìn)。
與將水母描述為低效率游泳者的普遍觀點(diǎn)相反,水母已被證明是能量效率最高的游泳者之一。即,已經(jīng)表明,如果需要低能量推進(jìn),則類似水母的游泳將具有顯著的推進(jìn)優(yōu)勢(shì)。因此,在過去十年中,在受到生物啟發(fā)的水下航行器的背景下,水母的運(yùn)動(dòng)引起了極大的興趣。
最近,來自中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所的研究人員在中國北京成功開發(fā)了一種新型機(jī)器人水母,該機(jī)器人水母基于增強(qiáng)學(xué)習(xí)方法可以執(zhí)行三維水母般的推進(jìn)和操縱。
研究人員結(jié)合了機(jī)電設(shè)計(jì),材料,電子學(xué)和控制方法的最新進(jìn)展,致力于開發(fā)智能致動(dòng)器來制造各種機(jī)器人水母。通常,與傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人水母相比,這種機(jī)器人水母經(jīng)常被束縛并且速度要慢得多?,F(xiàn)有的大多數(shù)機(jī)器人水母無法自由地調(diào)整其三軸姿態(tài),這對(duì)自由游動(dòng)推進(jìn)和合理的應(yīng)用產(chǎn)生了不利影響。
設(shè)計(jì)的機(jī)器人水母以Aurelia aurita(通常稱為月亮水母)為模型,該水母具有相對(duì)較大的排量,特別適合用于大負(fù)載能力。它高約138毫米,重約8.2千克。如圖1所示,機(jī)器人水母呈半球形,由鐘形剛性頭,圓柱狀主腔,四個(gè)獨(dú)立的六連桿機(jī)構(gòu)和柔軟的橡膠皮組成。為了增強(qiáng)機(jī)器人水母的可操縱性,引入了在腔體內(nèi)組裝的重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。通過在垂直或水平方向上或在兩者的組合中調(diào)整兩個(gè)塊的權(quán)重,可以實(shí)現(xiàn)姿態(tài)調(diào)節(jié)。