Thiết kế và phân tích động lực học cụm màng vây mềm cho robot bơi phỏng sinh học sử dụng chuyển động MPF = Design and dynamic analysis of a soft fin module for a bio-inspired swimming robot with MPF locomotion

Abstract

Nghiên cứu này đề xuất một cụm vây mềm cho robot bơi phỏng sinh học sử dụng cơ chế vận động MPF. Mỗi chi vây được xác định cần ba bậc tự do để tái hiện chuyển động uốn sóng tự nhiên. Cụm vây được điều khiển bởi một trục cam duy nhất với 9 cặp cam lệch pha tạo sóng lan truyền. Hệ thống tích hợp cơ cấu điều chỉnh góc trung vị từ –90° đến +90°, giúp điều hướng robot trong không gian 3D. Mô phỏng cho thấy moment truyền động trên trục cam dao động trong khoảng 1000-4200Nmm và moment xoay khung có thể đạt 57000Nmm. Thiết kế này giúp giảm số nguồn dẫn động, đồng bộ hóa chuyển động và phù hợp với các hệ robot bơi nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng.