[發明專利]一種仿生蠕動爬行水下航行器及運動控制方法在審
| 申請號： | 202110329508.6 | 申請日： | 2021-03-28 |
| 公開（公告）號： | CN113002739A | 公開（公告）日： | 2021-06-22 |
| 發明（設計）人： | 李樂;申浚泉;龍彥天;李睿哲;吳三瑞;劉衛東 | 申請（專利權）人： | 西北工業大學 |
| 主分類號： | B63C11/52 | 分類號： | B63C11/52;B63G8/08;B63G8/14;H01F5/00 |
| 代理公司： | 西北工業大學專利中心 61204 | 代理人： | 華金 |
| 地址： | 710072 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 仿生 蠕動 爬行 水下 航行 運動 控制 方法 | ||
1.一種仿生蠕動爬行水下航行器，其特征在于，包括柔性外殼(1)、第一磁性線圈組(2)和第二磁性線圈組(4)；
所述第一磁性線圈組(2)和第二磁性線圈組(4)位于柔性外殼(1)內且沿柔性外殼(1)軸線對稱分布；
所述第一磁性線圈組(2)和第二磁性線圈組(4)中均包含若干電磁鐵，且包含電磁鐵的數量相同；在每個磁性線圈組中，相鄰電磁鐵的N極和S極相鄰布置；初始狀態下每組磁性線圈組中的電磁鐵分開均勻分布，各組磁性線圈組接通同方向和同頻率電流后電磁鐵NS極性方向相同，進而相吸接觸；
通過依次對兩組磁性線圈中的對應位置處電磁鐵通反向電流促使電磁鐵依次分離，使水下航行器蠕動前行或后退；通過對兩組磁性線圈采用不同的電流頻率，使水下航行器進行左轉或右轉。
2.如權利要求1所述的一種仿生蠕動爬行水下航行器，其特征在于，所述柔性外殼(1)內填充硅油，用于平衡機體內部與外部的水壓。
3.如權利要求1所述的一種仿生蠕動爬行水下航行器，其特征在于，所述柔性外殼(1)采用柔性材料制成。
4.如權利要求3所述的一種仿生蠕動爬行水下航行器，其特征在于，所述柔性材料為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。
5.基于權利要求1所述一種仿生蠕動爬行水下航行器的運動控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：定義第一磁性線圈組中的依次分布有Ln個磁性線圈，第二磁性線圈組中依次分布有Rn個磁性線圈，n為自然數且n大于等于2；
其中L1，L2，L3，L4……NS極性方向相同，相互接觸布置；R1，R2，R3，R4……NS極性方向相同，相互接觸布置；兩組線圈中的初始電流方向相同；
步驟2：控制水下航行器運動，包括以下幾個內容：
(1)向前運動，包括以下幾個步驟：
步驟a：對L1、R1通反向電流，使得L1、R1與其他電磁鐵相斥，使得L1、R1向前運動，使柔性殼體對應L1和R1位置處向前移動；
步驟b：對L2、R2；L3、R3；L4、R4……重復進行步驟a，使柔性殼體整體向前運動，從而完成航行器的向前運動；
(2)向后運動，包括以下幾個步驟：
步驟a：對Ln、Rn通反向電流，使得Ln、Rn與其他電磁鐵相斥，使得Ln、Rn向后運動，使柔性殼體對應Ln和Rn位置處向后移動；
步驟b：對Ln-1、Rn-1；Ln-2、Rn-2；Ln-3、Rn-3……重復進行步驟a，使柔性殼體整體向后運動，從而完成航行器的向后運動；
(3)向左或向右運動：控制第一磁性線圈組和第二磁性線圈組中的通電流反向頻率，柔性殼體向通電流反向頻率高的磁性線圈組所在方向偏轉，從而使得水下航行器向左或向右運動。
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