低電壓驅(qū)動(dòng)水中微型仿生機(jī)器人系統(tǒng)具有體積極小、成本低、無(wú)噪音、常規(guī)探測(cè)儀器難以探測(cè)到等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療、民用、軍事領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
日前，由哈爾濱工程大學(xué)承擔(dān)的國(guó)家863計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域智能機(jī)器人專題課題“低電壓驅(qū)動(dòng)水中多功能微型仿生機(jī)器人系統(tǒng)研究”通過了專家組驗(yàn)收。驗(yàn)收專家認(rèn)為課題組掌握了水中微型機(jī)器人的核心技術(shù)——離子聚合物ICPF材料的制作工藝，成功研制出新型的低電壓柔性生物型驅(qū)動(dòng)器，突破了現(xiàn)有的水下仿生機(jī)器人系統(tǒng)大多采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，避免了噪音大、無(wú)法微型化、容易被探測(cè)到等問題。
ICPF材料是一種特殊材料，將其加工制成一定厚度的薄片，通過低電壓（3V左右電壓）驅(qū)動(dòng)，薄片將產(chǎn)生一定頻率和振幅的變形，從而作為人工肌肉驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)，同時(shí)還具有傳感器功能。利用這種驅(qū)動(dòng)就省去了電機(jī)，不僅省電，還沒有噪音。
利用該生物型驅(qū)動(dòng)器研制了多種仿生微型機(jī)器人樣機(jī)，如仿生鰻魚、雙尾魚、八足螃蟹、仿生水母、球形自適應(yīng)機(jī)器人等。機(jī)器人樣機(jī)根據(jù)其各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)彎、避障、爬行、抓取、上浮下潛、遠(yuǎn)程控制、自主巡游等功能。由于這種機(jī)器人體積小，速度慢，為此課題組提出了子母機(jī)的概念，通過高速運(yùn)動(dòng)的螺旋槳驅(qū)動(dòng)的母機(jī)攜帶子機(jī)（微型仿生機(jī)器人）到達(dá)指定區(qū)域，將子機(jī)彈射出去，執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。實(shí)驗(yàn)證明，子母機(jī)結(jié)構(gòu)是有效的，利用母機(jī)續(xù)航能力強(qiáng)的特點(diǎn)將子機(jī)攜帶到目標(biāo)附近發(fā)射，再利用子機(jī)隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過多個(gè)子機(jī)協(xié)調(diào)控制來實(shí)現(xiàn)信息獲取、局部作業(yè)等特殊用途。
美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家正在這一領(lǐng)域開展大規(guī)模的項(xiàng)目研究。該課題成果為我國(guó)在該領(lǐng)域爭(zhēng)得了一席之地。
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