仿生(shēng)學-利用超聲波實現無碰撞遊動

水(shuǐ)下機器(qì)人(rén) BionicFinWave 穿過管道(dào)系統

       海豚和(hé)領航鲸能夠在黑(hēi)暗渾濁的水(shuǐ)中找到前行(xíng)之路，這是因為(wèi)它們有(yǒu)天然的回聲探測器(qì)。潛水(shuǐ)艇同樣利用超聲波技(jì)術(shù)進行(xíng)定位。超聲波傳感器(qì)可(kě)計(jì)算(suàn)距離，甚至是到透明(míng)材料和(hé)水(shuǐ)下的距離。BionicFinWave 集所有(yǒu)這些(xiē)特性于一身。由于安裝有(yǒu)超聲波傳感器(qì)，這款仿生(shēng)水(shuǐ)下機器(qì)人(rén)可(kě)順利穿過由丙烯酸玻璃制(zhì)成的管道(dào)系統，而不會(huì)發生(shēng)任何碰撞。

        超聲波傳感器(qì)向目标物體(tǐ)發射高(gāo)頻聲波，随後目标物體(tǐ)會(huì)以回聲形式反射聲波。傳感器(qì)接收這些(xiē)信号，并通(tōng)過計(jì)算(suàn)回聲返回的時(shí)間(jiān)間(jiān)隔計(jì)算(suàn)距離。使用這種測量原理(lǐ)可(kě)以計(jì)算(suàn)距離，并判斷自身的位置。通(tōng)過鳍片起伏運動，水(shuǐ)下機器(qì)人(rén) BionicFinWave 可(kě)以利用這種技(jì)術(shù)穿過透明(míng)管道(dào)系統，而不會(huì)發生(shēng)任何碰撞。其頭部的五個(gè)超聲波傳感器(qì)和(hé)慣性傳感器(qì)技(jì)術(shù)可(kě)持續測量與牆壁的距離和(hé)其在水(shuǐ)中的實際方向。處理(lǐ)器(qì)分析這些(xiē)數(shù)據，并用它們判斷管道(dào)系統的轉彎位置。它控制(zhì)鳍片，使 BionicFinWave 盡可(kě)能在中心遊動，而不會(huì)撞到管壁。

鳍片起伏運動

      BionicFinWave 使用其兩個(gè)側鳍移動。它們會(huì)産生(shēng)連續波，即所謂的鳍片起伏運動。野生(shēng)海扁蟲、烏賊和(hé)尖吻鲈都是以這種方式在水(shuǐ)中遊動的。随着鳍片的起伏運動，這些(xiē)魚将水(shuǐ)推向身後，由此産生(shēng)向前的推力。

靈活的矽膠鳍片

      BionicFinWave 上(shàng)的鳍片由矽膠制(zhì)成，沒有(yǒu)任何支柱或其他支撐元件。因此，其柔韌度很(hěn)好，可(kě)以真實地再現其生(shēng)物模型的流暢波形運動。左右兩側的兩個(gè)鳍片分别固定在九個(gè)偏轉角為(wèi) 45° 的小(xiǎo)型杠杆臂上(shàng)。杠杆臂由位于水(shuǐ)下機器(qì)人(rén)機體(tǐ)上(shàng)的兩個(gè)伺服電(diàn)機驅動。兩個(gè)相連的曲軸将動力傳遞至杠杆，使兩個(gè)鳍片能夠單獨移動。因此，它們可(kě)以産生(shēng)不同的波形。

       例如，遇到轉彎時(shí)，外部鳍片的移動速度要快于內(nèi)部鳍片，與挖掘機的鏈條同理(lǐ)。BionicFinWave 頭部的第三個(gè)伺服電(diàn)機用于控制(zhì)機體(tǐ)的彎曲，使其能夠上(shàng)下浮動。曲軸和(hé)接頭均采用一體(tǐ)成型 3D 打印工藝制(zhì)造，因此十分靈活和(hé)柔軟。

       BionicFinWave 安裝有(yǒu)超聲波傳感器(qì)，因此可(kě)無碰撞地穿過管道(dào)系統.