浙江科技馆的这条“鱼” 为啥不吃不喝却游得欢?
来源: 吉林科技馆
更新时间:2017-05-09
鼓鼓的黑眼睛,微张的大嘴巴,戴着银闪闪的面具,身着变幻莫测的彩衣,在浙江科技馆一楼展厅里,一只蠢萌蠢萌的“金枪鱼”正在一人多高的鱼缸里游来游去。
不过,这可不是一只普通的鱼,它是浙江科技馆带给大家的新伙伴——机器鱼。这个神奇的家伙,不仅可以活灵活现地模拟真鱼在水中任意游动,也可以人为遥控表演前进。而且因为身体部位有LED发光源,还能变换不同色彩,又比真鱼多了几分神秘感。
据科技馆工作人员介绍,机器鱼主要分为3部分,包括头部(包括鱼鳍)、身体、尾部。鱼鳍控制鱼向前游动,身体是鱼的主要部分,控制电路、电机和相关驱动电路都在其中,尾部则通过电机控制的连杆进行左右摆动。
上浮下沉、转弯直行,这只机器鱼的游泳技巧,让参观者啧啧称奇。“众所周知,鱼类的上浮和下沉主要靠其腹内鱼鳔的收缩来实现。“科技馆工作人员解释:”鱼鳔收缩使鱼体体积发生变化,进而影响排水体积,从而实现上浮下沉。机器鱼则采用气缸排开水的体积来模拟鱼鳔的收缩。”
除了模拟鱼鳔,机器鱼还沿袭鱼类大都靠尾鳍摆动来实现自由游动的生理特点,通过控制其尾部的摆动实现前进、转向等。使用伺服电动机经过转向齿轮组换向,带动摆杆摆动。摆杆左右对称的摆动,机器鱼前进,改变摆幅和频率,可以控制机器鱼的前进和速度;摆杆偏在半边摆动,可以让其转弯,改变摆杆的摆幅和频率,则可以控制鱼转弯半径。
当然,机器鱼可不只是个“玩物”,它的研制具有广泛的现实意义。“随着海洋开发的进展,一般的潜水技术已经无法适应现代高深度综合考察和研究、完成各种作业的需要,利用机器鱼可以更深入全面地探测海洋,寻找和检测海域中受污染的地方,也可以用来勘探海底地形。”科技馆工作人员说。
而且跟一般的水下推进器不同,利用鱼类的游动原理,机器鱼不仅解决了螺旋桨的噪声问题,而且具有更好的加速和转向能力。又因为它的构造比较简单,所以制作和使用成本比较低,能源利用率高,作业时间长。