利用弹性失稳效应加速水生软体机器人
机器人学
2024-07-16 v3 流体动力学
摘要
正弦波动长期以来被认为是鱼类和仿生水生机器人最成功的游动模式[1]。然而,由发夹机制(HCM,图1A第三部分)[2]~[5]生成的游动模式可能挑战这一认知。HCM是一种面内预加应力的双稳态机构,其储存弹性能量并通过snap-through屈曲快速释放所储能量。当用于机器鱼时,HCM充当鱼体并产生我们称之为HCM波动的独特游动模式。在相同的能耗下[3],HCM鱼的表现优于传统设计的软体鱼,巡航速度提升一倍。我们在Aquarium的单链接仿真中复现了该现象。HCM波动产生平均16.7 N/m的推力,是参考波动(6.78 N/m)、正弦模式(5.34 N/m/s)和弯度正弦模式(6.36 N/m)的2-3倍,并达到接近正弦模式的效率。这些结果有助于开发机器鱼和更快速的游动模式。
引用
@article{arxiv.2310.14119,
title = {Accelerating Aquatic Soft Robots with Elastic Instability Effects},
author = {Zechen Xiong and Suyu Luohong and Jeong Hun Lee and Hod Lipson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14119},
year = {2024}
}