磁控微型软体四足水下机器人双模式运动特性的仿真与试验

作     者：向红标 陈卓 刘霁莹 宋阳 张冕 王收军 XIANG Hongbiao;CHEN Zhuo;LIU Jiying;SONG Yang;ZHANG Mian;WANG Shoujun

作者机构：天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院文化与创意学部珠海519087 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第11期

页      面：179-188页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：天津市自然科学基金(20JCYBJC00790) 国家自然科学基金(52005370)资助项目 

主　　题：磁控微型软体机器人 四足水下机器人 水母模式 螺旋桨模式 

摘      要：无缆磁控微型机器人由于其尺寸小、质量轻,在生物医疗、微操作领域等都有着广阔的应用前景。设计一种十字叉形磁控微型软体四足机器人,采用水母模式、螺旋桨模式实现机器人的水下运动。首先分别对磁控四足机器人的水母模式和螺旋桨模式进行动力学分析,然后通过静态特性和动态特性分别对两种模式进行仿真与试验的对比分析,研究磁场强度与弯曲特性的关系、水母模式拍打幅度、频率与速度的关系,螺旋桨模式步长与圆锥素线角、频率与速度的关系等。在此基础上,通过设计控制信号分别在两种模式下实现在水下的垂直向上、悬停、水平移动等多个动作,并实现简单路径跟踪试验,磁控微型四足水下机器人的仿真与试验为微型机器人的应用提供了新思路。