Cómo convertir la rotación del motor en la cola de un pez biónico que se mueve

El principio del pez biónico

El pez robótico biónico imita principalmente la apariencia y los patrones de movimiento de los peces robóticos y recopila datos ambientales diligentemente. Su propósito de imitar la forma y los patrones de movimiento de los peces es lograr una natación eficiente y una buena maniobrabilidad de los peces. Por ello, en términos de biónica se presta especial atención a la imitación y control de los cuerpos y aletas de los peces. Los peces tienen principalmente aleta dorsal, aleta pectoral, aleta pélvica, aleta anal y aleta caudal.

Aletas pectorales: Las funciones básicas son el movimiento, el equilibrio y el control de la dirección del movimiento.

Aleta pélvica: ayuda principalmente a la aleta dorsal y a la anal a mantener el equilibrio del cuerpo del pez, y tiene la función de ayudar al cuerpo del pez a levantarse y girar.

Aleta caudal: Tiene las funciones de equilibrio, propulsión y dirección. La torsión y enderezamiento de la aleta caudal hace que el cuerpo del pez avance.

El movimiento de los peces es principalmente ondulatorio, es decir, nadando. Con la ayuda de la contracción y relajación continua de los segmentos musculares, la contracción que comienza en la cabeza se alterna en ambos lados del cuerpo, formando una transmisión similar a una onda, de modo que la onda de contracción se transmite a la cola y el cuerpo se inclina hacia el lado contraído en forma de "S". La contracción termina en la cola, que transfiere la fuerza de la contracción al agua, que ejerce una fuerza de reacción igual pero opuesta a esta fuerza. El componente de avance de esta fuerza es el principal impulsor del movimiento de avance del pez.

Métodos para lograr el movimiento

Existen dos métodos principales de propulsión para los peces robóticos biónicos: el tipo balanceo y el tipo onda.

Oscilación significa que toda la estructura de propulsión participa en grandes fluctuaciones de amplitud durante la natación y proporciona al menos una forma de onda completa durante todo el proceso de propulsión. Oscilación significa que la estructura de propulsión gira alrededor del cuerpo base sin mostrar una forma de onda. En términos generales, el tipo de onda se suele denominar tipo de onda corporal y el tipo de oscilación se suele denominar tipo de oscilación de la aleta caudal. En comparación con el balanceo de la aleta caudal, el balanceo del cuerpo es menos eficiente en propulsión pero más maniobrable. El giro de la aleta caudal tiene una alta eficiencia de propulsión y es adecuado para cruceros de larga distancia, pero la desventaja es su mala maniobrabilidad.

La mayoría de los peces robóticos biónicos actuales utilizan el método de propulsión oscilante. El servomotor se utiliza para invertir la dirección a través del conjunto de engranajes de inversión para hacer que la varilla oscilante gire. Un extremo de la varilla oscilante se fija en el esqueleto del pez de la máquina y el otro extremo oscila hacia adelante y hacia atrás en la pieza elástica libre. El sistema de control controla los diferentes modos de oscilación de las delgadas placas elásticas, controlando así los diferentes modos de natación del pez robótico. Cuando el péndulo oscila simétricamente hacia la izquierda y hacia la derecha, el pez robótico avanza. Cambiar la amplitud y frecuencia de oscilación del péndulo puede controlar la velocidad del pez robótico que avanza cuando el péndulo oscila hasta la mitad, si el péndulo está inclinado hacia la mitad izquierda. , el pez robótico puede girar hacia la izquierda y el pez robótico girará. Al cambiar la amplitud y frecuencia de oscilación del péndulo, se puede controlar el radio de giro del pez robótico.