Luận văn thiết kế vây cá dạng gymnotiform undulating

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÂY CÁ DẠNG GYMNOTIFORM UNDULATING SVTH: Phan Đình Khánh MSSV: 21301797 GVGD: PGS TS Nguyễn Tấn Tiến TP HỒ CHÍ MINH, 2017 LỜI CÁM ƠN Đầu tiên em xin cám ơn chân thành đến thầy PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến Thầy cho em hội tham gia làm việc chung với bạn lab việc tự sử dụng thiết bị phục vụ cho luận văn quan trọng hết lời khuyên từ thầy động lực để em hồn thành cơng việc ngày hôm Em xin cám ơn tất thầy cô môn Cơ điện tử dạy dỗ em suốt thời gian sinh viên Em/mình/anh xin gửi lời cám ơn đến tất thành viên bạn bè lớp CK13CD1 Hitechlab giúp đỡ học tập thời gian qua để hồn thiện đề tài TP Hồ Chí Minh, 2017 i MỤC LỤC TỔNG QUAN 1.Mục tiêu nghiên cứu 2.Sơ lược lĩnh vực nghiên cứu robot cá 2.1.Các loại vây cá 2.2.Tổng quan lĩnh vực robot cá 3.Vây cá chuyển động dạng sóng cơng trình liên quan 3.1.Nghiên cứu phát triển Robot mô cá dao ma đen Nam Mỹ[3] 3.2.Nghiên cứu phát triển Robot lấy ý tưởng từ cá mực 4.Xác định đề tài luận văn 11 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 13 1.Lựa chọn chế dao động tia vây 13 2.Lựa chọn thiết bị truyền động 14 3.Lựa chọn thiết bị truyền động 16 4.Lựa chọn phương án truyền động 18 4.1.Truyền động cấu bánh 18 4.2.Truyền động đai 19 4.3.Truyền động khâu lề 20 5.Kết luận 21 THIẾT KẾ 22 1.Phân tích động lực học chất lưu 22 1.1.Biên dạng màng vây dao động 22 1.2.Phân tích động lực học chất lưu màng vây liên tục nước 23 1.3.Mơ hình hóa màng vây rời rạc 32 1.4.Phân tích momen tia vây 40 2.Thiết kế khí 54 2.1.Lựa chọn động 54 2.2.Thiết kế cấu bốn khâu lề 55 3.Thiết kế điện 56 3.1.Giao tiếp động máy tính 56 ii 3.2.Thiết kế mạch điều khiển trung gian 58 3.3.Thiết kế mạch điều khiển động 59 3.4.Thiết kế điều khiển 61 4.Mô Ansys fluent 64 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 68 Kết thực nghiệm mơ hình hóa 68 Kết luận 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 73 Hình ảnh kết mô 73 Dữ liệu thực nghiệm thông số 77 Một số hình ảnh thực nghiệm 79 Chi tiết gia công 81 iii DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1 Các loại vây loài cá(đại diện cá phi) Hình 1.2 Sơ đồ biểu thị kiểu di chuyển đặc tính Hình 1.3 Cá dao ma đen Nam Mỹ Hình 1.4 Cấu tạo Ghostbot đại học Northwestern [2] Hình 1.5 Cấu tạo vây Robot NKF bậc tự Hình 1.6 Cá mực di chuyển cách dùng vây Hình 1.7 Mơ hình thiết kế cấu truyền động Sepios [6] Hình 1.8 Squid Robot phiên thứ đại học Osaka,Nhật Bản [6] 10 Hình 2.1 Cấu tạo màng vây dạng song song(2 bậc tự do) 13 Hình 2.2 Mơ hình màng vây dao động 14 Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động EAP tương tự tụ điện 15 Hình 2.4 Ý tưởng thiết kế màng vây sử dụng EAP 15 Hình 2.5 Cơ cấu truyền động cam 17 Hình 2.6 Phương pháp sử dụng bánh côn 18 Hình 2.7 Phương pháp truyền động bánh thẳng 19 Hình 2.8 Thiết kế theo phương pháp truyền đai 19 Hình 2.9 Thiết kế theo phương pháp khâu lề 20 Hình 3.1 Biên dạng màng vây ứng với thông số đầu vào thay đổi 23 Hình 3.2 Xét phần tử dS màng vây 23 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tần số(Hz) 26 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian(s) 27 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ biên độ (𝑟𝑎𝑑) 27 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ bước sóng(𝑚) 28 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tần số(Hz) 30 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian(s) 30 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ biên độ (𝑟𝑎𝑑) 31 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ bước sóng 31 Hình 3.11 Mơ hình rời rạc màng vây 32 Hình 3.12 biểu diễn tọa độ điểm q hệ tọa độ qn tính {𝑃} 33 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ số tia vây lực(𝑁) 36 Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian(s) 37 iv Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian(s) 37 Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ bước sóng 𝜆 38 Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ bước sóng 𝜆 39 Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ bước sóng 𝜆 39 Hình 3.19 Mơ hình hai tia vây hệ tọa độ {𝑂} 42 Hình 3.20 Kích thước màng vây gắn hai tia 45 Hình 3.21 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 45 Hình 3.22 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 46 Hình 3.23 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 46 Hình 3.24 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 47 Hình 3.25 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 47 Hình 3.26 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 48 Hình 3.27 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 48 Hình 3.28 Kích thước màng vây gắn hai tia 𝜆 = 49 Hình 3.29 Momen biến dạng màng vây 50 Hình 3.30 Đồ thị biểu diễn momen thành phần tương ứng xuống a) pha dao động tia vây thứ b) lực tạo 𝑓 = 𝐻𝑧, số bước sóng = 1, 𝜃𝑚𝑎𝑥 = 450 c) Đồ thị biểu diễn momen lực gây tương tác lưu chất d) Momen trường e) Tổng momen 52 Hình 3.31 Đồ thị biểu diễn momen thành phần tương ứng xuống a) pha dao động tia vây thứ b) lực tạo 𝑓 = 𝐻𝑧, số bước sóng = 1, 𝜃𝑚𝑎𝑥 = 450 c) Đồ thị biểu diễn momen lực gây tương tác lưu chất d) Momen trường e) Tổng momen 53 Hình 3.32 Momen tổng tia vây thứ 54 Hình 3.33 Module tia vây chưa lắp đặt cấu phản hồi 55 Hình 3.34 Đồ thị biểu diễn quan hệ góc khâu góc tia vây 56 Hình 3.35 Module tia vây lắp đặt cấu phản hồi 56 Hình 3.36 Sơ đồ tổng quát truyền nhận 𝑅𝑆232 57 Hình 3.37 Frame truyền nhận liệu 58 Hình 3.38 Sơ đồ cụm module truyền nhận 58 Hình 3.39 Sơ đồ khối mạch điều khiển động 59 Hình 3.40 Đặc tính tuyến tính 60 Hình 3.41 Giao diện điều khiển khảo sát thông số tia vây ver1.1 61 v Hình 3.42 Giao diện thực nghiệm số tia vây ver1.0 61 Hình 3.43 Đồ thị biểu diễn đáp ứng đầu dao động có chu kỳ với 𝐾𝑢 = 6.5 63 Hình 3.44 Đồ thị biểu diễn đáp ứng đầu ứng với 64 Hình 3.45 Đồ thị biểu diễn đáp ứng động bám theo sóng 64 Hình 3.46 Quy trình thực giải tốn CFD 65 Hình 3.47 Mesh model màng vây robot cá 65 Hình 3.48 Lưu đồ giải thuật mô màng vây 2𝐷 66 Hình 4.1 Kết thực nghiệm mơ hình hóa thay đổi 68 Hình 4.2 Kết thực nghiệm mơ hình hóa thay đổi 68 Hình 4.3 Kết thực nghiệm mơ hình hóa thay đổi 69 Hình 4.4 Kết thực nghiệm thay đổi chiều dài 69 Hình 4.5 Đồ thị mô chuyển động màng vây 70 Hình 6.1 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300, tần số 0.5𝐻𝑧 (𝑇𝐻1) 73 Hình 6.2 Đồ thị biểu diễn vận tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300, tần số 1.5𝐻𝑧 (𝑇𝐻1) 74 Hình 6.3 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300, tần số 2𝐻𝑧 (𝑇𝐻1) 75 Hình 6.4 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300, tần số 1𝐻𝑧 (𝑇𝐻2) 76 Hình 6.5 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300, tần số 1𝐻𝑧 (𝑇𝐻2) 77 Hình 6.7 Mơ hình thực nghiệm thơng số màng vây 80 Hình 6.8 Mơ hình thực nghiệm số tia vây 80 Hình 6.9 Một số hình ảnh chi tiết thiết kế 82 vi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế vây cá dạng Gymnotiform Undulating Tóm tắt Nội dung luận văn tập trung tìm hiểu dạng robot cá với nhiều mục đích ứng dụng khác nhau, tập trung vào lồi có màng vây dao động dạng sóng, từ làm sở để nghiên cứu, thiết kế mơ hình kết hợp với mơ mơ hình hóa với mục tiêu có thơng số phù hợp với dạng chuyển động đặt Hơn việc nghiên cứu màng vây sở tiền đề cho việc thiết kế robot cá có vây dao động dạng sóng Luân văn thiết kế hồn tất phần: khí, điện, điều khiển, kết thực nghiệm kiểm nghiệm mơ hình hóa mô chiều động lực học chất lưu matlab, từ xác định sai số nhận định ban đầu yếu tố dẫn đến sai số Cuối để tăng độ tin liệu q trình tính tốn data so sánh với kết mô chuyển động 2𝐷 phương pháp 𝐶𝐹𝐷 vii PHẦN 1: TỔNG QUAN TỔNG QUAN Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu loại vây mô sinh học với mục tiêu ngắn hạn có hiểu biết sâu chế hoạt động vây loại thủy sinh có vây dao động dạng sóng, mục tiêu dài hạn đến thiết kế chế tạo ứng dụng dạng robot với mục đích thiết bị giám sát kiểm tra hoạt động nước, quan sát sinh cảnh biển ngành công nghiệp giải trí v.v Là tiền đề quan trọng việc tiến tới nghiên cứu loại phương tiện di chuyển nước mà không ảnh hưởng nhiều tới môi trường thủy sinh Undulating fin robot ngành nghiên cứu lĩnh vực robot mô sinh học phát triển mạnh mẽ năm gần Lĩnh vực hứa hẹn mang tới phương thức di chuyển nước hoàn toàn với hiệu suất ảnh hưởng rối loạn môi trường nước thấp so với việc sử dụng dạng truyền động chân vịt, không bị cản trở di chuyển môi trường nước phức tạp (như rong biển, tảo v.v…) Hiện nay, giới có nhiều nhóm nghiên cứu lĩnh vực có kết mơ hình robot cá(Robot knifefish, Sepios robot, NKF II, Squid robot …) Với giới hạn đề tài luận văn, nghiên cứu đến việc rời rạc hóa mơ hình vây cá có sóng hình sin thành tia vây rời rạc Chứng minh, thực nghiệm, mô mối quan hệ lực thông số động học dấn đến thay đổi lực Từ bắt đầu đến chế tạo mơ hình thí nghiệm màng vây để kiểm tra thông số ảnh hưởng đến lực đẩy robot Sơ lược lĩnh vực nghiên cứu robot cá 2.1 Các loại vây cá Để xét kỹ cấu tạo loại vây, ta xét cụm vây lồi cá đại diện ℎì𝑛ℎ 1.1 Vây lưng Vây đuôi Vây bên Vây hậu môn Vây bụng Hình 1.1 Các loại vây lồi cá(đại diện cá phi) Có loại vây chính, loại vây đảm nhận loại nhiệm vụ khác q trình bơi: - Vây bên: thường nằm phía sau bên mang cá, có chức điều chỉnh độ sâu cá giữ cân suốt trình bơi PHẦN 1: TỔNG QUAN - Vây bụng: thường nằm bên phần bụng phía sau vây ngực (ở số lồi cá, vây bụng nằm phía trước vây ngực), có chức giúp cá lên xuống, di chuyển nhanh dừng lại cách đột ngột - Vây lưng: nằm lưng cá, cá có đến vây lưng, có chức giữ thăng chống xoay vòng giúp cá việc đột ngột rẽ hướng dừng lại - Vây hậu môn: nằm bề mặt bụng phía sau hậu mơn, có chức ổn định cá q trình bơi - Vây đi: nằm phía cuối xem “động q trình bơi cá” Một số lồi động vật sống nước, có loại vây phát triển đảm nhận tất chức trình bơi cá, điển cá mực có vây dọc bên thân, cá dao ma đen có vây dọc phần thân thể Ở loài động vật này, vây chuyển động theo chế vô đặc biệt, đa số chuyển động nhấp nhơ dạng sóng, từ tạo lực đẩy có ích cho q trình bơi yếu tố quan trọng hình dạng dịch nhầy tạo ra[1] 2.2 Tổng quan lĩnh vực robot cá Hiện theo nghiên cứu loài cá chia làm loại[2]: body and/or caudal fin (𝐵𝐶𝐹) movement median and/or paired fin (𝑀𝑃𝐹) propulsion.Đặc điểm 𝑀𝑃𝐹 di chuyển chậm tính động cao đạt hiệu suất lớn trình di chuyển[2] trình bày cụ thể 𝐻ì𝑛ℎ 1.2 Swimming Propulsors BCF propulsion Oscillations Transient movements ACCELERATING MPF propulsion Undulations Fin Oscillations Fin Undulations Periodic swimming CRUISING MANOEUVRING Hình 1.2 Sơ đồ biểu thị kiểu di chuyển đặc tính PHẦN 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN Kết thực nghiệm mơ hình hóa Hình 4.1 Kết thực nghiệm mơ hình hóa thay đổi tần số ảnh hưởng đến lực với số bước sóng = Hình 4.2 Kết thực nghiệm mơ hình hóa thay đổi tần số ảnh hưởng đến lực với số bước sóng = 68 PHẦN 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN Hình 4.3 Kết thực nghiệm mơ hình hóa thay đổi tần số ảnh hưởng đến lực với số bước sóng = Hình 4.4 Kết thực nghiệm thay đổi chiều dài tia vây số bước sóng 1, biên độ 300 69 PHẦN 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN Nhận xét: - Từ đồ thị thể kết thực nghiệm mô hình hóa ta thấy tần số tăng lương cấp lớn lực tạo tương ứng tăng lên theo - Khi tăng số bước sóng màng vây lực tương ứng có xu hướng giảm đần - Chiều dài tia vây có ảnh hưởng dáng kể, chiều dài tăng phần tiết diện tương tác với trường lưu chất lớn dẫn đến lực tăng - Tuy dạng đồ kết đạc kết thực nghiệm tưng đối giống nhau(đều có xu hướng tăng dần tăng mạnh tần số tăng dần) kết có sai số khơng đồng sai số tăng dần lên tần số tăng lên đạt giá trị lớn tần số 2𝐻𝑧 Nguyên nhân dẫn đến sai số kể đến: - Bộ điều khiển, theo phần thiết kế điều khiển màng vây dao động sóng sin xuất sai số nhiễu(tương tác với lưu chất) - Sai số lực ma sát(trong phạm vi nghiên cứu tác giả bỏ qua lực ma sát khớp khâu lề tia vây, ma sát trượt dẫn hướng) - Hệ số kéo chất lỏng(Drag Coefficient 𝐶𝑛 ) tham số tham khảo theo [11] - Sai số thiết bị đo phận đo lực loadcell với sai số 0.01𝑔 - Để tăng độ tin liệu ta tiến hành kiểm nghiệm dạng đồ thị, việc thu thập liệu phần mềm Ansys fluent thời gian lâu(thời lượng trung bình cho data 6ℎ) nên tác giả mơ số bước sóng = 1, tần số thay đổi [0, 2], biên độ 300 Hình 4.5 Đồ thị mô chuyển động màng vây môi trường 2𝐷 70 PHẦN 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN Từ đồ thị ta nhận thấy tần số tăng lực tạo mơi trường 2𝐷 tương ứng tăng ứng với trường hợp(𝑇𝐻1: Mơ bể kín, 𝑇𝐻2: Mơ với dòng chảy đầu vào = 0, đầu áp suất tĩnh) Theo mơ lực sinh trường hợp 𝑇𝐻1 nhỏ 𝑇𝐻2 thành phần lực time step lại lớn tương tác với thành bể.(Kết mô thể phụ lục) Kết luận Từ kết thực nghiệm mô nghiên cứu cho thấy việc thay đổi thơng số bước sóng, biên độ, tần số màng vây làm ảnh hưởng đến lực mà màng vây tạo Việc điều khiển màng vây theo hướng module thuận lợi cho việc thực nghiệm thơng số màng vây, nhiên bất lợi việc thiết kế robot phức tạp khí điều khiển Trong nghiên cứu tập trung vào chế tạo robot lực đẩy màng vây điều khiển thơng qua thơng số tần số, thơng số lại: Bảng 4.1 Thơng số màng vây Thơng số Gía trị Đơn vị Ghi Chiều dài màng vây Lựa chọn 30 𝑐𝑚 Khoảng cách hai tia vây Mô 𝑐𝑚 Vật liệu màng vây latex Lựa chọn Chiều cao tia vây Mô + thực nghiệm 10 𝑐𝑚 Số tia vây Mô + thực nghiệm 16 𝐶á𝑖 Tần số dao động Điều khiển Mô + thực nghiệm 𝐻𝑧 Biên độ dao động 30 𝐷𝑒𝑔 Mơ + thực nghiệm Số bước sóng dao động Mô + thực nghiệm Lực Điều khiển Mô + thực nghiệm 𝑁 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Triantafyllou, M.S., Triantafyllou, “An efficient swimming machine”, Sci Am, 1995 [2] M Sfakiotakis, D M Lane, J B C Davies, “Review of fish swimming modes for quatic locomotion”, IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1999 [3] Michael Epstein, J Edward Colgate, Malcolm A MacIver, “Generating Thrust with a Biologically-Inspired Robotic Ribbon Fin”, IEEE/RSJ International Conference, 2006 [4] Oscar M Curet, Neelesh A Patankar, George V Lauder Malcolm A MacIver, “Mechanical properties of a bio-inspired robotic knifefish with an undulatory propulsor”, IOP Joural, 2011 [5] K.H.Low, “Modelling and parametric study of modular undulating fin rays for fish robots”, Elsevier journal, 2009 [6] MD Mahbubar Rahman, “Study on Biomimetic Squid-Like Underwater Robots with Two Undulating side Fins”, Journal of Bionic Engineer, 2013 [7] Martin Peter Moăller, Alessandro Schaăppi, Pascal Buholzer, Focus project Sepios: Riding the Wave of Progress”, Final Report of Sepios, 2014 [8] Oscar M Curet, Neelesh A Patankar, George V Lauder, Malcolm A MacIver, “Aquatic manoeuvering with counter-propagating waves: a novel locomotive strategy”, Royal society publishing , 2010 [9] Haibin Xie, Lincheng Shen, “Dynamic Analysis on the Bionic Propulsor Imitating Undulating Fin of Aquatic Animals”, IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, 2007 [10] Shuo Wang, Xiang Dong, Liu-Ji Shang, “Thrust Analysis of the Undulating RibbonFin for Biomimetic Underwater Robots”, International Conference on Intelligent Control and Information Processing, 2011 [11] Michael Sfakiotakis, John Fasoulas, Roza Gliva, “Dynamic Modelling and Experimental Anaylysis of a Two-Ray Undulating Fin Robotic” IEEE/SRJ International Conference on Intelligent Robots and system, 2015 [12] Michael Sfakiotakis, John Fasoulas, “Development and Experimental Validation of a Model for the Membrane Restoring Torques in Undulatory Fin Mechanisms”, Mediterranean Conference on Control and Automation (MED), 2014 72 PHỤ LỤC Hình ảnh kết mô Giai đoạn t = 5s Giai đoạn t = 10s Giai đoạn t = 15s Giai đoạn t = 20s Giai đoạn t = 25s Giai đoạn t = 30s Giai đoạn t = 35s Giai đoạn t = 40s Giai đoạn t = 45s Giai đoạn t = 50s Giai đoạn t = 55s Giai đoạn t = 60s Giai đoạn t = 65s Giai đoạn t = 70s Giai đoạn t = 75s Hình 6.1 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300 , tần số 0.5𝐻𝑧 (𝑇𝐻1) 73 Giai đoạn t = 5s Giai đoạn t = 10s Giai đoạn t = 15s Giai đoạn t = 20s Giai đoạn t = 25s Giai đoạn t = 30s Giai đoạn t = 35s Giai đoạn t = 40s Giai đoạn t = 45s Giai đoạn t = 50s Giai đoạn t = 55s Giai đoạn t = 60s Giai đoạn t = 65s Giai đoạn t = 70s Giai đoạn t = 75s Hình 6.2 Đồ thị biểu diễn vận tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300 , tần số 1.5𝐻𝑧 (𝑇𝐻1) 74 Giai đoạn t = 5s Giai đoạn t = 10s Giai đoạn t = 15s Giai đoạn t = 20s Giai đoạn t = 25s Giai đoạn t = 30s Giai đoạn t = 35s Giai đoạn t = 40s Giai đoạn t = 45s Giai đoạn t = 50s Giai đoạn t = 55s Giai đoạn t = 60s Giai đoạn t = 65s Giai đoạn t = 70s Giai đoạn t = 75s Hình 6.3 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300 , tần số 2𝐻𝑧 (𝑇𝐻1) 75 Giai đoạn t = 5s Giai đoạn t = 10s Giai đoạn t = 15s Giai đoạn t = 20s Giai đoạn t = 25s Giai đoạn t = 30s Giai đoạn t = 35s Giai đoạn t = 40s Giai đoạn t = 45s Giai đoạn t = 50s Giai đoạn t = 55s Giai đoạn t = 60s Giai đoạn t = 65s Giai đoạn t = 70s Giai đoạn t = 75s Hình 6.4 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300 , tần số 1𝐻𝑧 (𝑇𝐻2) 76 Giai đoạn t = 5s Giai đoạn t = 10s Giai đoạn t = 15s Giai đoạn t = 20s Giai đoạn t = 25s Giai đoạn t = 30s Giai đoạn t = 35s Giai đoạn t = 40s Giai đoạn t = 45s Giai đoạn t = 50s Giai đoạn t = 55s Giai đoạn t = 60s Giai đoạn t = 65s Giai đoạn t = 70s Giai đoạn t = 75s Hình 6.5 Đồ thị biểu diễn tốc dòng chảy thời điểm số bước sóng 1, biên độ 300 , tần số 1𝐻𝑧 (𝑇𝐻2) Dữ liệu thực nghiệm thông số Bảng 6.1 Mối quan hệ lực thông số thay đổi theo thời gian với số bước sóng = Số bước sóng: Biên độ: 200 Biên độ: 300 Tần số 0.5 Biên độ: 400 Lực(𝑁) 0.1766 77 0.1668 0.7 0.1177 0.3434 0.4120 0.3139 0.5886 0.9320 1.2 0.5396 0.6965 1.2753 1.5 0.6376 1.6187 2.1582 1.7 0.6769 1.8149 2.5016 0.9516 2.1974 3.1392 Bảng 6.2 Mối quan hệ lực thông số thay đổi theo thời gian với số bước sóng = Số bước sóng: Biên độ: 200 Biên độ: 300 Tần số Biên độ: 400 Lực(N) 0.5 0 0.1275 0.7 0 0.2060 0.2256 0.6867 1.2 0.2747 0.5199 0.9418 1.5 0.5396 0.8535 1.2263 1.7 0.6082 1.4813 1.7266 0.7358 1.6383 2.2955 Bảng 6.3 Mối quan hệ lực thông số thay đổi theo thời gian với số bước sóng = Số bước sóng: Biên độ: 200 Biên độ: 300 Tần số Biên độ: 400 Lực(N) 0.5 0 0.0687 0.7 0.2256 0.1177 0.2158 0.2453 1.2 0.3630 0.4218 1.5 0.2060 0.4022 0.7456 1.7 0.2845 0.6376 0.9221 0.4218 0.8535 1.1870 78 Bảng 6.4 Mối quan hệ lực thông số ta thay đổi chiều dài tia vây Số bước sóng: 𝑙 = 10𝑐𝑚 𝑙 = 9𝑐𝑚 𝑙 = 8𝑐𝑚 𝑙 = 7𝑐𝑚 𝑙 = 6𝑚 𝑙 = 4.5𝑐𝑚 Tần số Lực(𝑁) 0.5 0.1766 0.0687 0.1766 0 0.7 0.3434 0.2256 0.3434 0.2649 0.1177 0.5886 0.5886 0.5494 0.3826 0.2845 1.2 0.6965 0.9614 0.6671 0.4513 0.4022 1.5 1.6187 1.4126 1.0104 0.8044 0.5886 1.7 1.8149 1.9620 1.4028 0.7946 0.7750 0.3728 2.1974 2.2073 1.7168 1.1870 1.0104 0.3924 Một số hình ảnh thực nghiệm 79 Hình 6.6 Mơ hình thực nghiệm thông số màng vây Carbon fin-ray RC servo Gear Fin module Controller board Slide rail Fin membrane RC servo Hình 6.7 Mơ hình thực nghiệm số tia vây 80 Chi tiết gia công Các chi tiết module Khâu Khớp lề Tay quay cảm biến Đế gắn cảm biến Chốt chặn khâu Khâu Khâu Chi tiết module Tia vây Tấm đỡ 81 Hình 6.8 Một số hình ảnh chi tiết thiết kế 82 ... màng vây 80 Hình 6.8 Mơ hình thực nghiệm số tia vây 80 Hình 6.9 Một số hình ảnh chi tiết thiết kế 82 vi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế vây cá dạng Gymnotiform Undulating. .. phù hợp với dạng chuyển động đặt Hơn việc nghiên cứu màng vây sở tiền đề cho việc thiết kế robot cá có vây dao động dạng sóng Luân văn thiết kế hồn tất phần: khí, điện, điều khiển, kết thực nghiệm... đuôi Vây bên Vây hậu môn Vây bụng Hình 1.1 Các loại vây lồi cá( đại diện cá phi) Có loại vây chính, loại vây đảm nhận loại nhiệm vụ khác q trình bơi: - Vây bên: thường nằm phía sau bên mang cá,