科创中国
基于拉线机构的仿生机器鱼
发布时间: 2022-09-01
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
新技术
行业领域：
高端装备制造产业
成果介绍
1、项目简介
本项目是杜如虚院士和钟勇教授等人十年前开始的仿生机器鱼项目。从最开始，自骨骼与肌肉的关系以及章鱼触手等的运动中获取灵感，将拉线机构运用于机器人中，到对鱼类的游泳产生兴趣，并将拉线机构运用于机器鱼中，研究仿生机器鱼的项目便正式开启。实验团队已取得了不少的成果，目前机器鱼项目团队有7人，发表国际期刊会议论文多达30余篇，专利申请8项，并获得多个奖项。
2、项目内容
从2010年起我们的团队就开始致力于研究新一代仿生机器鱼，并提出了一种线驱动仿生机器鱼，该类机器鱼具有很独特的优点，由于高度的欠驱动，其柔性很大，很适合进行大幅度的柔性摆动；一个电机控制一对线，极大地减少了机器鱼所需的电机数和控制难度。在拉线机构的基础上我们团队研发了多种驱动方式的机器鱼，并且研究了其运动学、动力学特性。2015年开始，团队在鱼的肌肉结构和驱动节律的基础上深入研究了鱼游动的生物力学和流体力学特征，从而提出了主动加顺从式的欠驱动推进机构及其优化设计方法，这在世界范围内也是首创的。该机构由两部分组成，一部分是由一个电机驱动的拉线机构，另一部分由柔性材料制作而成的顺从式鱼尾。该机器鱼仅使用一个电机就可以实现 “S”形波动游动方式， 游动速度可以达到每秒***倍体长，理论推进效率达到97%，各方面性能已经达到世界顶尖水平。在概念上，这种以主动加顺从混合方式去仿照真实鱼的驱动节律的理念在世界上也是首创；在理论上，我们提出以Pesudo模型去设计和分析顺从式鱼尾在流体力作用下的大变形运动，并且用计算流体动力学（CFD）方法进一步分析机器鱼的游动性能。
3、项目发展
目前，仿生机器鱼团队由杜院士和钟教授带领着继续深入研究。将会在机器鱼自动巡航，目标追踪等方向继续研究，以期能够将先进技术应用到实际应用中。
成果亮点
团队介绍
成果资料
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