海渦蟲(chóng)、烏賊和裸臀魚(yú)有一個(gè)共同點(diǎn)：要進(jìn)行移動(dòng)，它們利用自己的縱鰭生成連續(xù)波浪，并沿自己的體長(zhǎng)推動(dòng)身體前行。通過(guò)這種所謂的鰭片起伏運(yùn)動(dòng)，BionicFinWave也可以控制自身運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)以丙烯酸玻璃制成的管道系統(tǒng)。自主水下機(jī)器人可以通過(guò)無(wú)線電與外界彼此通信，并將數(shù)據(jù)(如溫度和壓力傳感器測(cè)量值)傳輸?shù)狡桨咫娔X。
 

　　
自然樣板的縱鰭從頭部延伸到尾部，或位于背部、腹部，或身體兩側(cè)。隨著鰭片的起伏運(yùn)動(dòng)，魚(yú)將水推向身后，由此產(chǎn)生向前的推力。相反，這些生物也可以向后游動(dòng)，并根據(jù)波形提供浮力、下沉力或側(cè)向推力。

　　靈活的硅膠鰭片確保逼真的游動(dòng)
 

 

 

 

 

 

 

　　BionicFinWave使用其兩個(gè)側(cè)鰭移動(dòng)。這些完全由硅膠制成，沒(méi)有支柱或其他支撐元件。因此，其柔韌度極強(qiáng)，可以真實(shí)地再現(xiàn)生物樣板的流暢波浪運(yùn)動(dòng)。

　　為此，兩個(gè)鰭片分別在左右兩側(cè)固定在九個(gè)小型杠桿臂上。這些由位于水下機(jī)器人機(jī)體上的兩個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)相鄰的曲軸將動(dòng)力傳遞至杠桿，使兩個(gè)鰭片能夠單獨(dú)移動(dòng)。以這種方式，它們可以產(chǎn)生不同的波形，特別適合于慢速和精確運(yùn)動(dòng)，并且相比例如傳統(tǒng)的螺旋傳動(dòng)器，所攪拌的水量更少。

　　比如，要進(jìn)行游動(dòng)轉(zhuǎn)彎，外部鰭片的移動(dòng)速度要快于內(nèi)部鰭片，與挖掘機(jī)的鏈條同理。BionicFinWave頭部的第三個(gè)伺服電機(jī)控制機(jī)體的彎曲，使其能夠上下浮動(dòng)。為了使曲軸具有相應(yīng)的柔性和靈活性，每個(gè)桿段之間都設(shè)有萬(wàn)向接頭。為此，包括接頭和曲柄連桿在內(nèi)的曲軸以塑料打造而成，采用一體成型3D打印工藝。

　　各種組件的智能交互

　　BionicFinWave的其余主體元素同樣以3D打印制作。其空腔可用作浮子。同時(shí)，整個(gè)控制和調(diào)節(jié)技術(shù)具有防水功能，并且可在極小的空間內(nèi)獲得可靠地安裝和協(xié)調(diào)。因此，在機(jī)身前部與帶有處理器和無(wú)線電模塊的電路板的相鄰位置還裝配有一個(gè)壓力傳感器和超聲波傳感器。這些持續(xù)測(cè)量到墻壁的距離以及水中的深度位置，從而避免與管道系統(tǒng)發(fā)生碰撞。

　　流程工業(yè)的新動(dòng)力和新思路

　　借助仿生技術(shù)載體，我們的仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)再次為與自動(dòng)機(jī)器人的未來(lái)協(xié)作以及在液體介質(zhì)應(yīng)用中的全新驅(qū)動(dòng)技術(shù)提供動(dòng)力。我們可以設(shè)想，針對(duì)檢測(cè)、系列測(cè)量或數(shù)據(jù)采集等任務(wù)持續(xù)BionicFinWave等概念，例如用于水和廢水技術(shù)或流程工業(yè)的其他領(lǐng)域。此外，在項(xiàng)目中獲得的認(rèn)識(shí)可用于柔性機(jī)器人部件的生產(chǎn)工藝。