[发明专利]一种基于记忆合金弹簧驱动的仿生水母设计与控制方法

摘要

本发明公开了一种基于记忆合金弹簧驱动的仿生水母设计与控制方法，属于船舶推进技术领域领域。仿生水母包括头壳、骨架支撑体、驱动触手、驱动部件、电源，其中头壳的内部安装有控制系统和驱动电路，通过水密线缆与外部相连，骨架支撑由一个载物平板和4个支撑腿构成。记忆合金弹簧位于驱动部件的内部，记忆合金弹簧的一端固定在支撑腿上，另一端钩连在驱动触手上，该仿生水母通过控制记忆合金弹簧的伸长与收缩使仿生水母体产生收缩和舒张运动，实现仿生水母垂直面上升和转向运动，并通过模糊控制方法实现对仿生水母速度的控制，提高了仿生水母响应速度，使其更快的达到稳定速度。本仿生水母发明具有结构简单、低噪声、成本低等优点。

主权项

一种基于记忆合金弹簧驱动的仿生水母设计与控制方法，包括头壳(1)、骨架支撑体(2)、驱动触手(6)、驱动部件(7)、电源(19)，其中头壳(1)的内部安装有控制系统和驱动电路(10)，骨架支撑体(2)由一个载物平板和4个支撑腿(3)构成，其特征在于：所述的仿生水母的运动由控制系统来控制，采用非线性仿生水母控制方法；驱动部件(7)的其中一端与支撑腿(3)固定连接；电源(19)既为控制系统供电，同时也为驱动部件(7)中放置在小空桶(15)内的记忆合金弹簧(11)供电，记忆合金弹簧(11)为加热伸长冷却收缩形式，记忆合金弹簧(11)与驱动部件(7)中的活塞(13)相连，记忆合金弹簧(11)带动活塞(13)的上下移动，活塞(13)的顶部通过弯钩(12)与驱动触手(6)相钩连，记忆合金弹簧(11)受热沿轴线伸长，形变过程中产生输出力推动驱动触手(6)向仿生水母中心轴线运动，使得仿生水母含水体积减少，将水挤出体外推动仿生水母向上运动，当断开电源(19)时，记忆合金弹簧(11)冷却恢复到初始形状带动着驱动触手(6)恢复到初始状态，仿生水母含水体积增大，水流入仿生水母体内，至此一个运动周期结束，实现仿生水母的垂直运动；驱动触手(6)的数量为4个且对称的分布在仿生水母的四周，通过控制每个驱动触手(6)的运动相位实现仿生水母的转向运动。