基于形狀記憶合金的仿生鰭條結(jié)構(gòu)設(shè)計及實驗研究.pdf

1、基于功能材料的柔性仿生魚鰭的研究是當(dāng)今水下仿生機(jī)器人研究的熱點之一。機(jī)電系統(tǒng)在工作原理、外形和性能等方面都與動物肌肉存在很大區(qū)別，尤其是缺乏類似動物“肌腱”的高性能儲能元件。因此，本文在利用更接近肌肉驅(qū)動特征的智能材料作為驅(qū)動源的柔性仿生魚鰭研究上做了一些探討性工作。在如何利用新型智能材料作為驅(qū)動源研制仿生魚鰭方面做了初步嘗試和探討，為仿生水下推進(jìn)器的發(fā)展方向拋磚引玉。 首先，根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研和本課題組研究的經(jīng)驗，形狀記憶合金因大功

2、重比、集驅(qū)動傳動和傳感與一身、變形大等優(yōu)點使得它在智能材料應(yīng)用領(lǐng)域具有獨特的應(yīng)用前景，本文在多種功能材料的比較分析基礎(chǔ)上，最終選定NiTi形狀記憶合金材料。 然后，本文針對柔性仿生魚鰭的結(jié)構(gòu)特點以及形狀記憶合金材料本身的特性，提出了以一對差動方式安裝的具有單向形狀記憶效應(yīng)的薄板狀形狀記憶合金作為鰭條基本單元，以應(yīng)變傳感器檢測和反饋形狀記憶合金薄板彎曲形變量，以模糊控制作為基本運動控制算法，實現(xiàn)了柔性魚鰭的擺動和波動運動。通過實驗