《基於形狀記憶合金的三維柔性仿生魚鰭研究》是依託中國科學技術大學，由張世武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於形狀記憶合金的三維柔性仿生魚鰭研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張世武
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
魚游具有高效、高機動性、對環境擾動小的特點。魚鰭可以有效提高魚游的穩定性、機動性和遊動效率。本項目提出一種基於SMA驅動的三維柔性仿生魚鰭，使用兩對SMA薄板作為SMA鰭條，實現其彎曲和偏擺二維運動，將之放射性安置在可以彎曲的SMA魚鰭基部，並覆以彈性乳膠，控制SMA彎曲得到能實現多種姿態的柔性魚鰭。對活魚胸鰭進行形態學和運動學研究，設計仿生柔性魚鰭，控制SMA實現魚鰭的自由、展開、捲曲、彎曲和波動五種基本姿態。安置在仿生機器魚上以實現機器魚的懸停、制動、沉浮、轉向等機動動作。本項目研究具有重要意義：（1）可以利用仿生魚鰭進行實驗對已有的魚鰭的實驗流體力學和計算流體力學結果進行驗證；（2）研究更加適合機器魚控制的魚鰭基本形態和基本動作；（3）提高機器魚遊動效率、機動性和穩定性，擴展仿生機器魚在軍事偵察、資源探索、生物研究中的套用。
結題摘要
魚鰭的運動能提高魚的穩定性、機動性和效率以及可以消除或減弱魚類遊動過程中產生的失穩等問題。在本項目中，我們設計了活魚胸鰭的姿態獲取實驗裝置，採用實驗生物學的方法對魚鰭的形態學、運動學進行了詳細研究，獲得魚鰭運動的基本姿態；設計了內嵌SMA絲的柔性驅動器並建立其動態模型，在此基礎上完成了結構簡單的仿生三維運動魚鰭機構設計;通過有限元分析和流體力學仿真的方法對SMA鰭條進行回響特性和流體力學仿真研究；建立了柔性胸鰭鰭條的運動學模型並進行運動控制算法研究，對SMA三維運動柔性胸鰭進行水下實驗研究，獲得了魚類胸鰭的各種運動對魚類運動所產生的影響。
