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基于记忆合金驱动的仿生水母设计及实现
| 论文题名： | 基于记忆合金驱动的仿生水母设计及实现 |
| 关键词： | 水下无人潜器;仿生水母;记忆合金驱动;运动分析;CFD软件 |
| 摘要： | 随着人类探索海洋的不断深入，水下无人潜器系统受到了越来越多的重视，经过近几年的高速发展，传统的水下无人潜器系统已经能够胜任水下任务。然而，传统的水下无人潜器制造成本很高，设计一款水下无人潜器的周期过长；水下无人潜器通常选用螺旋桨推进，噪音较大，这对于一些侦察任务无疑是致命的；同时目前水下无人潜器的能源采用的是电池供电，对于水下无人潜器这种规格的设备来说，续航的问题也比较明显，这些问题使得水下无人潜器下一步的发展带来挑战。 针对传统的水下无人潜器系统中存在的上述问题，本文结合形状记忆合金智能材料和仿生生物学，设计了一种基于形状记忆合金的仿生水母样机。 记忆合金在温度的变化下可以发生形变，这种特性能够较好的模仿水母运动且结构简单，依据这些优点，设计了仿生水母的结构，包括设计驱动部件的尺寸和仿生水母的静态尺寸参数并计算仿生水母的重心和浮心，通过调整重心和浮心的位置，使其能够悬浮在水中；在水母的运动过程分析基础上建立仿生水母的运动模型，使用动力学仿真软件ADAMS对仿生水母的记忆合金弹簧驱动部件在驱动过程中的角速度、加速度等运动性能进行仿真；根据Daniel水母推进模型，仿真并分析仿生水母的运动速度和推进力；应用CFD技术，分析仿生水母在驱动腿的摆动过程中，仿生水母流场和压力变化等情况；最后，根据仿生水母运动特性设计控制策略；设计基于采用PWM控制的单片机的驱动电路并搭建实验平台，通过仿生水母实验对结果进行分析，验证仿生水母设计的可行性。 |
| 作者： | 林希元 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王卓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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