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BionicFinWave:具有*鰭片驅動器的水下機器人
點擊次數：943 發布時間：2018-7-24
BionicFinWave:具有*鰭片驅動器的水下機器人
大自然讓我們印象深刻地學習到了，理想的推進系統在水中做某些類型的運動時應該是怎樣的形態。在Achema展會上，Festo次展示了BionicFinWave機器人，該機器人的設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，水下機器人能夠在丙烯酸玻璃管系統中進行自主導航。該項目推動了未來在過程工業中運用自主機器人的概念。
有了這個技術載體，再一次激發了Festo創造可在流體介質中工作的機器人和新的驅動技術。類似BionicFinWave 的創新概念未來可以進一步進行開發，用來完成檢測、測量和數據采集等工作，例如： 水工業，工業水處理技術及其他過程工業領域。從該項目獲得的知識也可以運用在軟性機器人元件的生產工藝中。
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。 在水中穿行時，他們運用鰭片產生持續的、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生向前的推動力。BionicFinWave還可利用這個原理完成前進或后退的自助導航。
這使得Festo從技術上意識到，比起傳統的螺旋推進器，鰭動力裝置特別適合慢速和運動。例如，當它在管道系統中穿行時，自主水下機器人可以通過無線電與外界進行通信，并將數據（如溫度和壓力傳感器測量值）傳輸到平板電腦。
靈活的硅膠鰭構成主要部件
BionicFinWave全長370毫米，兩側的鰭*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角為45度的連桿臂相連。這些連桿臂由安裝在水下機器人體內的兩個伺服電機驅動。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，它們可以自主地產生不同的波形。例如，進行游動轉彎時，外側的鰭片移動速度要快于內部鰭片，與挖掘機的鏈條同理。
BionicFinWave通過將身體往期望的方向彎曲進行上下運動。為使曲軸具有適當的靈活性，每個杠桿臂之間都設有萬向轉接頭。曲軸、接頭和活塞桿都由塑料打造而成，通過3D打印制成。
優化的身體結構設計，身體內集成電子元件
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為控制和調節技術提供安全點。壓力傳感器和超聲傳感器持續測量BionicFinWave與管壁的距離和位于水中的深度，從而避免與管道系統發生碰撞。這種安全的自主導航需要開發可以通過相應軟件來協調和控制的緊湊、、并具備防水功能的部件。