蛇怪蜥蜴踏水奔跑机理研究及仿生机构设计

作者：张仲志; 高飞; 宋彬; 郭劭琰; 吕建刚; 马超

来源：机器人, 2016, 38(06): 760-768.

DOI：10.13973/j.cnki.robot.2016.0760

• 踏水机理
• 固液作用
• 仿生设计
• 滑水航行

蛇怪蜥蜴踏水奔跑过程中,脚掌会在气穴封闭前移出水面,并不断调整姿态适应变化的流场.为分析踏水机理,增加了对出水过程的研究,建立了脚掌进出水流体动力学模型,运用RNG(renormalization group)k-ε湍流方程,结合气穴扩张收缩变化,获得了最优上提时间.进一步针对脚掌姿态调整行为,解析了3维驱动力随入水角度的变化规律,推导了托举力与速度的数学函数,并通过实验初步验证了数值计算模型的正确性.以蛇怪蜥蜴为仿生对象,将脚掌往复踏水转变为叶片旋转击水,设计了水面矢量推进器,增加了驱动力输出维数,建立流体动力学模型,分析了叶片数量对力学性能的影响.进行推进器应用实验,实现了水面平台在10.6?仰角下的滑水航行.

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学; 武汉军械士官学校