[發明專利]一種變剛度擺動推進柔性仿生魚的制作方法

無效

• 申請號: 201310714347.8
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103640680A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 崔祚;姜洪洲;何景峰;佟志忠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H23/06;B63H21/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種變剛度擺動推進柔性仿生魚的制作方法，其特征在于，步驟具體為：

步驟1：選取所研究的生物魚并測量相關生物參數

選擇生物魚作為仿生對象，測量魚體外形尺寸和密度，然后將魚體外形分為一定間隔，并分別測量魚體各段橫截面的長度，寬度，面積，最后根據魚體外形尺寸制作柔性仿生魚模具；

步驟2：選擇合適的驅動單元和機械傳動機構

所選擇的驅動單元性能指標為驅動幅值和驅動頻率，設計對應的機械傳動裝置，使傳遞到魚體尾部的力矩為一定頻率的確定幅值的往復擺動運動；

步驟3：選擇制作柔性仿生魚體的粘彈性材料

結合魚體的生物參數和仿生魚的驅動特性，將流體中的柔性魚體作為伯努利-歐拉柔性梁進行受力分析，計算柔性魚體對應自然頻率下的所需材料的彈性模量，根據現有的粘彈性材料，選擇合適的材料制作柔性魚體，來滿足魚體剛度的要求；

步驟4：將驅動單元和機械傳動機構固定在仿生魚模具內的某一位置，然后用已選擇的粘彈性材料進行澆注，凝固后最終完成粘彈性柔性仿生魚的制作；

步驟5：將制成的粘彈性柔性仿生魚在對應的驅動頻率下進行試驗，測量其游動性能；若未達到所需的實驗要求將并進一步優化參數，在設計頻率附近調整驅動頻率或重新實驗。

2.根據權利要求1所述的一種變剛度擺動推進柔性仿生魚的制作方法，其特征在于：所述的步驟3選擇制作柔性仿生魚體的粘彈性材料方法是，魚體在流體中穩定游動時，采用伯努利-歐拉柔性梁的分析方法對柔性魚體的受力變形進行分析，

(i+0.5)πl4(ρA+ma)=ωi2EI(i=1,2,3...)]]>

ρ：仿生魚的魚體密度，A：仿生魚的魚體截面積；m_a為魚體虛質量；w_i為柔性仿生魚對應的第i階固有頻率；l為柔性魚體長度；EI為魚體的彎曲剛度；根據上式和所設計柔性仿生魚的驅動頻率以及魚體的生物參數，求解制作該柔性仿生魚對應的粘彈性材料的彈性模量。