压电驱动水下机器人

仿生喷射推进

以线性压电致动器直驱喷射推进，省去复杂传动机构，结构紧凑且具备实用机动性。

Xiong, Yue · 杨淋 · Xinwei, Hong · Jiaquan, Wen · Jie, Zhang · Zhuping, Lan · Nada Ait, Benali · 李华峰

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2025

参数信息

最大推力

56 mN

游泳速度

0.4 BL/s

最优喷嘴直径

25 mm

技术优势

省去复杂传动

采用线性压电致动器直驱喷射推进，无需齿轮、连杆等中间传动机构，结构复杂度显著降低。

喷嘴直径已优化

通过流固耦合仿真与实验验证，确定25 mm喷嘴直径下推进性能最优，实际样机以此为设计参数。

推力够用

样机在最优工况下产生56 mN的最大推力，足以驱动微型机器人进行水下巡航。

应用场景

• 仿生机器人驱动：用压电直驱喷射替代传统螺旋桨或传动机构，实现仿生推进。
• 水下操作机器人：微型机器人可进入狭窄空间，执行检测、采样等操作任务。
• 水下巡航：以0.4 BL/s的速度巡航，适合长时间水域监测与巡逻。
• 流体力学测试：提供推力与速度的实测数据，用于校准流固耦合仿真模型。