THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CỤM MÀNG VÂY MỀM CHO ROBOT BƠI PHỎNG SINH HỌC SỬ DỤNG CHUYỂN ĐỘNG MPF

Tóm tắt

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

Title

DESIGN AND DYNAMIC ANALYSIS OF A SOFT FIN MODULE FOR A BIO- INSPIRED SWIMMING ROBOT WITH MPF LOCOMOTION

Abstract

This study proposes a soft fin module for a bio-inspired swimming robot using MPF (Median and Paired Fin) locomotion. Each fin ray is designed with three degrees of freedom to replicate natural wave-like motion. A single camshaft drives 9 out-of-phase cams to generate traveling waves. The system also includes a mechanism to adjust the median plane angle from –90° to +90° for 3D orientation. Simulations show camshaft torque varies from 1000 to 4200 N•mm, and torque for median angle control reaches up to 57000 N•mm. The design reduces actuators, ensures smooth coordination, and suits compact, energy-efficient robotic systems