2018/6/11

BionicFinWave:具有独特鳍片驱动器的水下机器人

BionicFinWave:具有独特鳍片驱动器的水下机器人

在充水管道系统中进行自主导航
在Achema展会上,Festo第一次展示了BionicFinWave机器人

大自然让我们印象深刻地学习到了,理想的推进系统在水中做某些类型的运动时应该是怎样的形态。在Achema展会上,Festo第一次展示了BionicFinWave机器人,该机器人的设计灵感来自于海涡虫或墨鱼这类海洋生物游动时所做的鳍片波浪运动。运用这种形式的推动力,水下机器人能够在丙烯酸玻璃管系统中进行自主导航。该项目推动了未来在过程工业中运用自主机器人的概念。


有了这个技术载体,再一次激发了Festo创造可在流体介质中工作的机器人和新的驱动技术。类似BionicFinWave 的创新概念未来可以进一步进行开发,用来完成检测、测量和数据采集等工作,例如: 水工业,工业水处理技术及其他过程工业领域。从该项目获得的知识也可以运用在软性机器人元件的生产工艺中。

 

逼真的游行动作

海涡虫和墨鱼的纵鳍,从头部一直延伸到尾部 — 长在它们的背部、腹部和身体两侧。 在水中穿行时,他们运用鳍片产生持续的、遍布全身的波浪。这种所谓的波浪作用力迫使水向后流动从而产生向前的推动力。BionicFinWave还可利用这个原理完成前进或后退的自助导航。

这使得Festo从技术上意识到,比起传统的螺旋推进器,鳍动力装置特别适合慢速和精确运动。例如,当它在管道系统中穿行时,自主水下机器人可以通过无线电与外界进行通信,并将数据(如温度和压力传感器测量值)传输到平板电脑。

 

灵活的硅胶鳍构成主要部件
BionicFinWave全长370毫米,两侧的鳍完全由硅胶制作而成,不需要支柱或是其它支撑元件。因此,柔韧性极强,可以真实的模仿生物样板平缓的流动运动。为此,两片鳍分别与九个偏转角为45度的连杆臂相连。这些连杆臂由安装在水下机器人体内的两个伺服电机驱动。两个扁平的曲轴将动力传递至连杆臂,使两个鳍片能够单独移动。以这种方式,它们可以自主地产生不同的波形。例如,进行游动转弯时,外侧的鳍片移动速度要快于内部鳍片,与挖掘机的链条同理。

BionicFinWave通过将身体往期望的方向弯曲进行上下运动。为使曲轴具有适当的灵活性,每个杠杆臂之间都设有万向转接头。曲轴、接头和活塞杆都由塑料打造而成,通过3D打印制成。

 

优化的身体结构设计,身体内集成电子元件

BionicFinWave的其它主体元素也是通过3D打印而成,重量只有430克。 能识别复杂几何外形。其空腔可用作浮子。同时,具备防水功能的空腔可以在狭小的空间内为控制和调节技术提供安全点。压力传感器和超声传感器持续测量BionicFinWave与管壁的距离和位于水中的深度,从而避免与管道系统发生碰撞。这种安全的自主导航需要开发可以通过相应软件来协调和控制的紧凑、高效、并具备防水功能的部件。

问题:

Sabine Lückfeldt

+49(711)347-56971


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Festo 新闻参考图片 BionicFinWave_2 水下机器人能够在丙烯酸玻璃管系统中进行自主导航
Festo 新闻参考图片 BionicFinWave_1 两侧的鳍完全由硅胶制作而成,不需要支柱或是其它支撑元件。
Festo新闻参考图片BionicFinWave_3 水下机器人能够在丙烯酸玻璃管系统中进行自主导航