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公开(公告)号：CN112710420A
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN202011534497.7
申请日：2020-12-22
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种水下机器人自推进效率测试方法及装置，通过夹具将待测水下机器人固定于已知水流速度的水流中，获取待测水下机器人在不同水流速度下的受力值，同时获取夹具在不同水流速度下的受力值进行数据补偿，利用数值拟合求得速度—合力曲线，从而确定待测水下机器人的自推进速度，实现了简化实验条件下对自推进速度的预估，避免了复杂的自推进测试实验，然后在无流速条件下获取待测水下机器人的推静水推力值，结合两个实验结果便可求得自推进状态下的推进功率，从而计算自推进效率，本发明提出的实验方法，能够简化水下机器人自推进效率测试实验，提高测试效率，为研究水下机器人推进性能提供了一种崭新的研究思路。
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公开(公告)号：CN111443605B
公开(公告)日：2021-03-23
申请号：CN202010252164.9
申请日：2020-04-01
Applicant: 西安交通大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种构建仿生波动鳍推进运动控制方程及其参数整定优化方法，利用改进的粒子群算法来整定优化基于中枢模式发生器的仿生波动鳍推进运动控制方程的参数。基于中枢模式发生器的运动控制方程，能够产生多种可变相位差、频率和振幅的节律信号，同时能够抵抗控制参数突变对输出信号连续性的影响，可以实现仿生波动鳍水下机器人在不同游动模式切换下的柔性过渡；提出了将仿生对象黑魔鬼鱼的波动简化直纹面运动学方程作为参照，利用改进粒子群算法来实现CPG参数整定优化的方法，对粒子群算法的惯性因子进行了改进，使其随算法迭代的进行而线性减小，提高CPG参数整定优化的准确性，从控制算法层面来提高仿生波动鳍水下机器人的性能。
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公开(公告)号：CN111123368A
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201911410768.5
申请日：2019-12-31
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01V3/08
Abstract: 本发明公开了一种基于水下低频电场的探测装置及水下探测定位方法，包括承载装置、驱动舱体和控制舱体，通过在承载装置下设置一个发生极以及多个接收极，利用多个滑动槽沿传动锥齿轮上同一圆周周向阵列设置的结构，在滑动槽内设有传动丝杠，传动丝杠一端固定有从动锥齿轮，从动锥齿轮与传动锥齿轮啮合，传动丝杠上套设有接收极固定滑块，实现每个接收极至发生极的距离相等，采取一对多的阵列电极布置形式，借助位于中心位置的发生极和多个接收极以实现对探测区域内各个方向的电场信号的实时采集，相对于单个传感器的布置形式采集到的电场信号更加精准同时信号的采集效率得以显著提高，能够快速准确获取发生极与多个接收极之间目标物的位置。
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公开(公告)号：CN109976233A
公开(公告)日：2019-07-05
申请号：CN201910340558.7
申请日：2019-04-25
Applicant: 西安交通大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明公开了一种三维运动机器鱼的运动控制方法及控制系统，首先通过多个CPG单元的组合来形成机器鱼的运动控制网络，建立各CPG单元的CPG微分方程，然后利用Euler法对建立的CPG微分方程进行离散求解，计算方便，计算结果准确；对于节律运动控制的必须因素：相位差、频率和振幅通过CPG微分方程进行参数调整，可以通过对相位差、频率和振幅的分别调节或者同时调节来达到对最终输出信号z的调节；对于节律运动控制的必须因素通过明确的参数与之对应进行控制调节，游动步态更加稳定灵活、调节更方便，本发明对于进一步学习和理解真实鱼类与机器鱼的游动机理具有很大的促进作用，同时也为机器鱼不同运动模态的切换、机动性及灵活性的提高提供了理论基础。
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公开(公告)号：CN111123368B
公开(公告)日：2021-03-12
申请号：CN201911410768.5
申请日：2019-12-31
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01V3/08
Abstract: 本发明公开了一种基于水下低频电场的探测装置及水下探测定位方法，包括承载装置、驱动舱体和控制舱体，通过在承载装置下设置一个发生极以及多个接收极，利用多个滑动槽沿传动锥齿轮上同一圆周周向阵列设置的结构，在滑动槽内设有传动丝杠，传动丝杠一端固定有从动锥齿轮，从动锥齿轮与传动锥齿轮啮合，传动丝杠上套设有接收极固定滑块，实现每个接收极至发生极的距离相等，采取一对多的阵列电极布置形式，借助位于中心位置的发生极和多个接收极以实现对探测区域内各个方向的电场信号的实时采集，相对于单个传感器的布置形式采集到的电场信号更加精准同时信号的采集效率得以显著提高，能够快速准确获取发生极与多个接收极之间目标物的位置。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110228575B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201910420311.6
申请日：2019-05-20
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明提供了一种水下仿生引导机器鱼及引导鱼类运动方法，采用多种方式结合并互为补充以实现引导真实鱼类，包括视觉引导、尾流场引导以及电场引导方式。设计仿生机器鱼外形架构模拟真实鱼类外形架构，并覆盖软材料蒙皮，在外形上模拟真实鱼类，实现视觉引导；通过仿生机器鱼尾鳍，在水中摆动产生类似鱼类游动的流场，诱导真实鱼类在侧后方跟随，实现流场引导；利用水下电势产生装置的电信号发射端在水中产生高电势，使仿生机器鱼尾部成为电场阳极，根据鱼类的趋阳效应实现电场引导。通过不同多种方式结合，实现水下仿生机器鱼对真实鱼类的运动引导功能，为水下机械‑生物混合集群的组建提供一种新的方法和途径。
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公开(公告)号：CN111460743A
公开(公告)日：2020-07-28
申请号：CN202010266685.X
申请日：2020-04-07
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种数据驱动的仿生推进水动力性能参数采集方法，采集研究对象运动图像，进行模板匹配法对采集的运动图像进行分析，建立运动模态数据库，根据第一帧运动图像数据建立研究对象的几何模型，并对建立的几何模型进行网格划分，根据运动模态数据库的数据对几何模型及网格划分进行更新和迭代，基于流体动力学方法对迭代后的几何模型进行水动力性能参数求解，从而得到研究对象的水动力性能参数值，根据实验结果精确控制仿真过程中研究对象的运动形式，克服了传统简化运动模型带来的仿真计算不准确和适用范围窄的问题；利用数据库直接驱动仿生推进的水动力性能分析，避免了简化运动模型导致理论分析与实验不符的困境。
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公开(公告)号：CN111241662A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN202010001808.7
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明公开了一种仿生波动鳍的推进性能数值计算方法，根据仿生学原理建立相关物理模型，确定仿生推进器外流场范围以及边界条件类型，采用了两次网格划分技术，提高了计算准确性，建立粗糙网格并进行波动鳍运动初始化，完成初始化后再基于模型划分精细网格，并采用动网格方法进行仿真计算；本发明提出的数值方法基于粗细两套网格，能够更加精确控制推进器初始状态，提高了仿真结果的准确性，得到了一个周期内波动鳍鳍面压力分布规律，流场随波动鳍运动演化规律以及波动鳍推力与波动频率之间变化规律，有效预测了仿生推进器的推进性能，为仿生推进器结构设计优化和运动控制奠定理论基础。
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公开(公告)号：CN111176116A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010003097.7
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于CPG模型的机器鱼闭环反馈控制方法，对于每一个CPG单元用于控制一个关节驱动舵机的运动角度的机器鱼，建立基于多个CPG单元构建仿生机器鱼的CPG模型，所建立的CPG模型能够很好地表征出运动神经元的生物学特性，同时该模型不仅可以对相位差、频率和振幅分别调节实现机器鱼的节律运动控制，还具有良好的参数突变适应性；根据CPG模型构建CPG网络结构拓扑图，根据获取的CPG模型周侧障碍信息及偏航角信息作为反馈项，利用Euler法离散化所建立的CPG模型，降低模型复杂度，方便求解；改善了机器鱼的运动协调稳定性与环境自适应能力，利用该种基于CPG模型的闭环控制方法，能够提高仿生机器鱼的游动灵活性，实现机器鱼的自主游动。
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公开(公告)号：CN113155410B
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202110271701.9
申请日：2021-03-12
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01M10/00
Abstract: 本发明公开了一种鳍面性能测试实验装置，支承总成分别与水箱以及水箱内设置的测量总成和调节总成连接，测量总成用于测量推进总成运动过程中产生的推进力和推进力矩；调节总成的俯仰调节轴上端与测量总成连接，下端经俯仰调节支撑板与偏转调节座连接，偏转调节座设置在俯仰调节支撑板的两端，分别经偏转锁紧块与偏转调节块的两端连接，偏转调节座和偏转调节块配合，通过偏转锁紧块实现圆周方向固定，偏转调节块的下侧经推进总成与鳍面连接，调节总成用于实现鳍面的俯仰角度调节、偏转角度调节、单鳍和对鳍拓展转换、鳍面舵机间距调节和舵机数量拓展。本发明可以实现鳍面俯仰角度和偏转角度的精确调节，满足鳍面与水流不同角度下的性能测试。
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