仿生鱼尾摆磁场驱动设计与试验

摘要

为提高仿生鱼尾鳍摆动推进能力，提出一种空间磁场驱动模型，实现鲹科类和鲸豚类两种尾摆模式。针对尾鳍摆进空间运动域，开展磁场结构设计并分析其工作原理；在ANSYS Maxwell软件中对定子绕组安匝数和气隙对转子转矩的影响进行电磁仿真，并做出试验样机进行试验验证。研究结果表明，在气隙一定时，转子转矩大小随安匝数的增大而增大；当安匝数一定时，转子转矩大小随气隙的增大而减小；根据磁场叠加原理，当转子转动角度在0～30°时，转矩呈先增大后减小的趋势，数值大小关于转动角度30°位置对称；当定子绕组安匝数为600、气隙为1 mm的情况下，转子转矩可以达到最大值1.09 N·m;试验结果证明仿生鱼鱼身和尾鳍的转矩与仿真结果的变化趋势相一致。

关键词

仿生鱼 / 空间磁场 / 尾摆推进 / 样机与试验

基金资助

国家自然科学基金(51975115)