机器人|头部模块包含用于额外航向控制、驱动尾部和机器人通信的所有组件

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为了更好地将襟翼集成到元件中而不阻碍其周围的水流 , 它们安装在略微向外倾斜的侧壁后面 。 这种楔形形状允许襟翼以任何出现角度平放在跟随元件的侧壁上 , 而不会伸出两侧 , 模仿鱼鳞的功能 。 由于侧壁的矩形横截面和它们之间的角度 , 壁和螺旋线之间的接触面积减少到点接触 。 虽然较小的接触面积会减少摩擦 , 但也会导致稳定性降低 , 因为元件可以轻松地围绕接触点旋转 。

这种不稳定性是不利的 , 因为它降低了元素遵循螺旋形状的精度 。 这个问题是通过将聚甲醛制成的低摩擦嵌体连接到侧壁的内侧 。 为了满足螺旋线因旋转而产生的可变空间需求并补偿侧壁的角度 , 镶嵌物被胶合以精确切割楔形海绵块 。 由于海绵的形状 , 嵌体彼此平行 , 这允许螺旋和嵌体之间的线接触 , 从而稳定元件旋转 , 而其压缩允许不受限制的运动 , 并最大限度地减少摩擦 。

它由位于最后一个元素末端并充当尾鳍的柔性塑料片组成 。 这个组件最重要的参数是它的柔韧性 。 如果它太硬 , 当鳍片从一侧移动到另一侧时 , 它会在汲取电流中产生高峰值 , 因为它会将水转移到侧面而不是后面 。 如果它太软 , 它只是被拖到机器人后面而没有有效地产生推力 。 为了获得良好的结果 , 弯曲的尾巴应该大致遵循机器人的曲率 , 这需要从尾巴底部到末端的刚度梯度减小 。

这是基于动量平衡计算 , 这表明将尾部的共振频率与波动频率相匹配会增加力的产生 。为了实现刚度梯度并允许进行实验性调整 , 尾翼由1毫米厚的聚甲醛板制成 , 带有多个垂直狭缝 。 这些狭缝增加了灵活性 , 但可以通过连接连接它们的小加强板来加强 。 在初步实验中 , 确定每个狭缝的钢筋数量以获得有效的刚度梯度 。允许在最后两个元素之间的关节角度上添加偏移量 。

它固定在倒数第二个元件上 , 其输出轴连接到最后一个元件的轴线 。 伺服电机的旋转有助于海洋鳗形机器人通过使用尾部作为方向舵来改变其航向 。 头部模块包含用于额外航向控制、驱动尾部和机器人通信的所有组件 。  后端包含一个连接到电机模块的大型垂直接头 , 可以让头部左右转动 。 该关节由位于关节底部的伺服电机驱动 , 因此头部可以作为前置舵来控制海洋鳗形机器人的游泳方向 。

为了与电机模块通信 , 接头的顶部包含一个连接器盒 , 它位于一个空心轴上 , 并具有一个朝向电机模块的七针连接器 。 通过该轴 , 电缆可以被馈送到连接器 , 这允许接头自由旋转 , 而不会对电缆造成任何压力 。 为了使机器人能够潜水 , 头部两侧附有两个大胸鳍 。 这些鳍片由两个较小的伺服电机分别驱动 , 并排放置在转向伺服系统的前面 。 使用黄铜锥齿轮 , 它们的运动被传递到翅片上 , 允许机器人通过同步或反向旋转进行俯仰和滚动运动 。

【机器人|头部模块包含用于额外航向控制、驱动尾部和机器人通信的所有组件】头部模块的主要结构是由四根垂直铝梁组成 , 位于底板和顶板之间 , 由聚甲醛制成 。 外墙壁由弯曲的铝板制成 , 具有额外的韧性 , 而侧壁允许机器人内部一览无余 , 从而更容易检测泄漏和监控电子设备 。 为了设计海洋鳗形机器人控制器并验证不同的假设 , 通过调整现有的环境机器人模型 , 开发了机器人的模拟模型 。环境机器人与海洋鳗形机器人不同 , 三个机器人中每个元件的振荡运动是相似的 。 因此 , 螺旋线是通过将其运动强加并转换为每个元素的振荡关节角运动来建模的 。

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