工程设计学报
工程設計學報
공정설계학보
JOURNAL OF ENGINEERING DESIGN
2012年
1期
9-15,29
,共8页
仿生鲫鱼%机构设计%形状记忆合金%尾鳍%主动控制
倣生鯽魚%機構設計%形狀記憶閤金%尾鰭%主動控製
방생즉어%궤구설계%형상기억합금%미기%주동공제
为了研制可主动运动控制的仿生机器尾鳍,以鲫鱼的尾鳍为研究对象,利用仿生学研究结果以及形状记忆合金材料的特点,设计形状记忆合金驱动的仿生鲫鱼尾鳍结构,实现尾鳍的主动运动控制.介绍了仿生尾鳍及其驱动器的机械结构和控制方法,详细分析了核心部件形状记忆合金鳍条的根部变形曲率和摆动幅度之间的关系.最后由实验给出了形状记忆合金鳍条厚度与最大输出力及摆动幅度之间的关系,同时给出加热电流占空比对鳍条最大摆幅和最高频率的影响规律.由实验结果可知:最大输出力随着SMA薄板的厚度增加而迅速增大,它们之间呈现非线性关系；鳍条厚度和摆动幅度之间呈线性反比关系,摆动幅度随着厚度的增加线性减小；随着驱动加热电流的增加,鳍条的响应频率显著加快；不同加热电流占空比下鳍条所能达到的最大摆幅显著不同.
為瞭研製可主動運動控製的倣生機器尾鰭,以鯽魚的尾鰭為研究對象,利用倣生學研究結果以及形狀記憶閤金材料的特點,設計形狀記憶閤金驅動的倣生鯽魚尾鰭結構,實現尾鰭的主動運動控製.介紹瞭倣生尾鰭及其驅動器的機械結構和控製方法,詳細分析瞭覈心部件形狀記憶閤金鰭條的根部變形麯率和襬動幅度之間的關繫.最後由實驗給齣瞭形狀記憶閤金鰭條厚度與最大輸齣力及襬動幅度之間的關繫,同時給齣加熱電流佔空比對鰭條最大襬幅和最高頻率的影響規律.由實驗結果可知:最大輸齣力隨著SMA薄闆的厚度增加而迅速增大,它們之間呈現非線性關繫；鰭條厚度和襬動幅度之間呈線性反比關繫,襬動幅度隨著厚度的增加線性減小；隨著驅動加熱電流的增加,鰭條的響應頻率顯著加快；不同加熱電流佔空比下鰭條所能達到的最大襬幅顯著不同.
위료연제가주동운동공제적방생궤기미기,이즉어적미기위연구대상,이용방생학연구결과이급형상기억합금재료적특점,설계형상기억합금구동적방생즉어미기결구,실현미기적주동운동공제.개소료방생미기급기구동기적궤계결구화공제방법,상세분석료핵심부건형상기억합금기조적근부변형곡솔화파동폭도지간적관계.최후유실험급출료형상기억합금기조후도여최대수출력급파동폭도지간적관계,동시급출가열전류점공비대기조최대파폭화최고빈솔적영향규률.유실험결과가지:최대수출력수착SMA박판적후도증가이신속증대,타문지간정현비선성관계；기조후도화파동폭도지간정선성반비관계,파동폭도수착후도적증가선성감소；수착구동가열전류적증가,기조적향응빈솔현저가쾌；불동가열전류점공비하기조소능체도적최대파폭현저불동.
