THIẾT KẾ VÂY CÁ DẠNG GIMNOTIFORM UNDULATING LUẬN VĂN CƠ ĐIỆN TỬ, ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Nộội dung lui dung luậận vn văăn tn tậậ p trung p trung tìm hitìm hiểểu vu vềề các d các dạạng robot cá vng robot cá vớ ớ i nhii nhiềều mu mụụcc đíđích vàch và ứứngngddụụng kháng khác nh

BỘ Ộ  MÔN CƠ ĐIỆ MÔN CƠ ĐIỆ N T  N TỬ  Ử   

THIẾ ẾT K  T K  Ế Ế VÂY CÁ D  VÂY CÁ DẠ ẠNG NG GIMNOTIFORM UNDULATING

Sinh viên thựực hiệện: Phan Đình Khánh   MSSV: MSSV: 2130179721301797

Giảng viên hướ ng dẫẫn: n: PGS PGS TS TS NguyNguyễễn Tấấn Tiếếnn

TPHCM, ngày 22 tháng 12 năm 2017  

L

LỜ Ờ I CI CẢM ƠNẢM ƠN  

Tp.HCM, ngày 22 tháng 12 nTp.HCM, ngày 22 tháng 12 năăm 2017m 2017

Mụục l c lụụcc

L

LỜỜI CI CẢM ƠNẢM ƠN    22  

T TỔỔ NG QUAN  NG QUAN 1010   1.   MMụục tiêu nghiên cc tiêu nghiên cứứu u 10 10  

2.   Sơ lượ Sơ lượ c vc vềề  lĩnh vựlĩnh vực nghiên cc nghiên cứứu u robot robot cá cá 1010   2.1.   Các loCác loạại i vây vây cá cá 1010   2.2.   Tổng quan lĩnh vựổng quan lĩnh vực c robot robot cá cá 11 11  

3.   Vây cá chuyVây cá chuyển độển động dng dạạng sóng ng sóng và các và các công trình công trình liên quan liên quan 1212   3.1.    Nghiên c Nghiên cứứu và phát triu và phát triểển Robot mô phn Robot mô phỏng cá dao ma đen Nam Mỹỏng cá dao ma đen Nam Mỹ[3]  12  

3.2.    Nghiên c Nghiên cứứu phát triu phát triểển Robot ln Robot lấy ý tưở ấy ý tưở ng tng từừ cá m cá mựực 16c 16  

4.   Xác định đềXác định đề tài lu tài luận vănận văn    2121   L LỰ Ự A CHA CHỌN PHƯƠNG ÁNỌN PHƯƠNG ÁN   22 22  

1.   LLựựa cha chọn cơ chếọn cơ chế  dao độdao động cng củủa a tia tia vây vây 22 22  

2.   LLựựa cha chọọn thin thiếết bt bịị truy truyền độền động 24ng 24  

3.   LLựựa cha chọọn thin thiếết bt bịị truy truyền độền động 27ng 27  

4.   Lựựa cha chọn phương án truyền độọn phương án truyền động ng 28 28  

4.1.   TruyTruyền độền động bng bằng cơ cấu bánh răngằng cơ cấu bánh răng  28  28  

4.2.   TruyTruyền động đaiền động đai   30 30  

4.3.   TruyTruyền độền động 4 khâu bng 4 khâu bảản ln lềề    3131   5.   K K ếết lut luậận n 3131   THI THIẾẾT K T K ẾẾ   3232   1.   Phân tích độPhân tích động lng lựực hc họọc chc chất lưuất lưu    3232   1.1.   Biên dBiên dạng màng vây dao độạng màng vây dao động 32ng 32  

1.2.   Phân tích độPhân tích động lng lựực hc họọc chc chất lưu củất lưu của màng vây liên ta màng vây liên tục khi dao độục khi dao động trongng trong nướ  nướ c c 3333   1.3.   Mô hình hóa màng vây r Mô hình hóa màng vây r ờ ờ i r i r ạạc c 54 54  

1.4.   Phân tích momen trên mPhân tích momen trên mộột t tia tia vây vây 63 63  

2.   ThiThiếết k t k ếế  cơ khícơ khí   79 79  

2.1.   LLựựa cha chọn động cơ ọn động cơ     7979   2.2.   ThiThiếết k t k ếế  cơ cấcơ cấu bu bốốn khâu bn khâu bảản ln lềề    8080      3.   ThiThiếết k t k ếế  điệđiện n 8585   3.1.   Giao tiGiao tiếế p gi p giữa động cơ và máy tínhữa động cơ và máy tính   85 85  

3.2.   ThiThiếết k t k ếế m mạch điềạch điều khiu khiểển n trung trung gian gian 87 87  

3 3 ThiThiếết kt kếế mmạch điềạch điều khiu khiển động cơển động cơ 88

K ếết qut quảả th thựực nghic nghiệệm và m và mô hình mô hình hóa hóa 9999  TÀI LI

TÀI LIỆỆU THAM KHU THAM KHẢẢO O 108108  Ph

t ạạo ra    2 2  , số   bướ c sóng   11 , 450  c) Đồ thịị biể u diễ n momen l ự c gây ra

bởi tương tác lưu chất d) Momen trong trởi tương tác lưu chất d) Momen trong trườ ườ ng e) T ổ ng ng các các momen momen 77  77    

H

22 và 3 b) l ự cc

t ạạo ra    2 2  , số   bướ c sóng   11 , 450  c) Đồ thịị biể u diễ n momen l ự c gây ra

bởi tương tác lưu chất d) Momen trong trởi tương tác lưu chất d) Momen trong trườ ườ ng e) T ổ ng ng các các momen momen 78 78   

H

H

 Nộội dung lui dung luậận vn văăn tn tậậ p trung  p trung tìm hitìm hiểểu vu vềề các d các dạạng robot cá vng robot cá vớ ớ i nhii nhiềều mu mụụcc đíđích vàch và ứứngngddụụng kháng khác nhau, trong đó tập trung vào loài có màng vây dao độc nhau, trong đó tập trung vào loài có màng vây dao động dng dạạng sóng, tng sóng, từừ  đóđó làm làmccơ ơ  s sở ở   đểđể nghiên c nghiên cứứu, thiu, thiếết k t k ếế mô hình k  mô hình k ếết ht hợ ợ  p v p vớ ớ i mô phi mô phỏỏng và ng và mô hình mô hình hóa hóa vvớ ớ i mi mụục tiêuc tiêu

dài hạn đi đếạn đi đến thin thiếết k t k ếế ch chếế t tạạoo ứứng dng dụụng cng củủa da dạạng robot này vng robot này vớ ớ i mi mục đích thiếục đích thiết bt bịị giám sát giám sátki

kiểểm tra các hom tra các hoạt động dưới nướ ạt động dưới nướ c, quan sát sinh cc, quan sát sinh cảảnh binh biểển trong ngành công nghin trong ngành công nghiệệ p gi p giảảiitrí v.v Là ti

trí v.v Là tiền đềền đề quan tr  quan tr ọọng trong ving trong việệc tic tiếến tn tớ ớ i nghiên ci nghiên cứứu các lou các loại phương tiệại phương tiện di chuyn di chuyểểnndưới nướ 

dưới nướ c mà khôngc mà không ảnh hưở ảnh hưở ng nhing nhiềều tu tới môi trườ ới môi trườ ng thng thủủy sinh.y sinh

Undulating fin robot là mUndulating fin robot là mộột ngành nghiên ct ngành nghiên cứu trong lĩnh vựứu trong lĩnh vực robot mô phc robot mô phỏỏng sinh hng sinh họọccđượ 

đượ c phát tric phát triểển n mmạạnh nh mmẽẽ  trong nhưng năm gần đây Lĩnh vựtrong nhưng năm gần đây Lĩnh vực này hc này hứứa a hhẹẹn mang tn mang tớ ớ ii 11   phương

 phương thứthức di chuyc di chuyển dưới nướ ển dưới nướ c hoàn toàn mc hoàn toàn mớ ớ i i vvớ ớ i i hihiệệu u susuấấtt ảnh hưở ảnh hưở ng ng r r ốối i loloạạn môin môitrường dưới nướ 

trường dưới nướ c thc thấp hơn so vớ ấp hơn so vớ i vii việệc sc sửử d dụụng dng dạạng truyng truyền độền động chân vng chân vịịt, ht, hầu như khôngầu như không b

 bịị c cảản tr n tr ở ở  khi di chuy khi di chuyển trong môi trường nướ ển trong môi trường nướ c phc phứức tc tạp (như rong biểạp (như rong biển, tn, tảo v.v…).ảo v.v…)

HiHiệện nay, trên thn nay, trên thếế gi giới đã có nhiềới đã có nhiều nhóm nghiên cu nhóm nghiên cứứu vu vềề  lĩnh vựlĩnh vựcc và có đượ và có đượ c các k c các k ếết qut quảả  cũng như các mô

cũng như các mô hình robot cá(Robot knifefish, Sepios robot, NKF II, Squid robot …).hình robot cá(Robot knifefish, Sepios robot, NKF II, Squid robot …).V

Vớ ớ i gii giớ ớ i hi hạn đềạn đề tài lu tài luận văn, nghiên cứu đếận văn, nghiên cứu đến vin việệc r c r ờ ờ i r i r ạạc hóa mô hình vây cá có sóngc hóa mô hình vây cá có sónghình sin thành các tia vây r 

hình sin thành các tia vây r ờ ờ i i r r ạạc Chc Chứứng minh, thng minh, thựực nghic nghiệệm, mô phm, mô phỏỏng và mng và mốối quan hi quan hệệ  gi

giữữa la lựực và các thông sc và các thông sốố  độđộng hng họọc dc dấn đến thay đổấn đến thay đổi li lựực Tc Từừ  đó bắt đầu đi đếđó bắt đầu đi đến chn chếế t tạạo mo mộộtt

mô hình thí nghi

mô hình thí nghiệm màng vây đểệm màng vây để ki kiểểm tra các thông sm tra các thông sốố  ảnh hưởng đếảnh hưởng đến ln lực đẩực đẩy cy củủa robot.a robot

2.  Sơ lượ Sơ lượ c vc vềề  lĩnh vự lĩnh vự c nghiên cc nghiên cứ ứ u robot cáu robot cá2.1.  Các loCác loạại vây cái vây cá

Vây cá bao gVây cá bao gồm các gai xương hoặồm các gai xương hoặc tia nhô ra khc tia nhô ra khỏi cơ thểỏi cơ thể  đượ đượ c bao bc bao bọọc bc bở ở i da hoi da hoặặcc

Có 55loloạại vâyi vây chính, mỗichính, mỗi loloại vây đảại vây đảm m nhnhậậnn 11  loloạại nhii nhiệệm m vvụ ụ khkhác nhau trong quáác nhau trong quátrình bơi:

trình bơi:  

   Vây bên: thVây bên: thườ ườ ng nng nằằmm ở ở  phía sau phía sau

22

 bên mang cá, có ch bên mang cá, có chứức c nnăăngng đđiiềều chu chỉỉnhnh độđộ sâu sâuccủủa cá và gia cá và giữữ cân b cân bằằng trong sung trong suốốt quá tr t quá tr ình bơi.ình bơi.  

di chuyểển nhanh hon nhanh hoặặc dc dừừng lng lạại mi mộột cácht cách độđột ngt ngộột.t

   VâVây lưy lưng: nng: nằằmm ở ở  trên trên lưnglưng cá, m cá, mộột con cá có tht con cá có thểể  cócó đếđếnn

33

 vây vây lưlưng, có chng, có chứức gic giữữ  thăng

thăng b bằằng chng chốống xoay vòng và giúp cá trong ving xoay vòng và giúp cá trong việệcc độđột ngt ngộột r t r ẽẽ  hướ hướ ng hong hoặặc dc dừừng lng lạại.i

   Vây hVây hậậu môn: nu môn: nằằmm ở ở   bbềề  mmặặt t bbụụngng ở ở  phía sau h phía sau hậậu môn, có chu môn, có chứức c nnăăngng ổổnn địđịnh cánh cátrong quá

trong quá trình bơ trình bơ i.i

   VâyVây đuôi:đuôi: n nằằmm ở ở  phía cu phía cuốối ci củủaa đuôi vàđuôi và  đượ đượ c xemc xem như lànhư là  “độ“động cng cơơ chính trong quáchính trong quátrình bơi

trình bơi c củủa cáa cá””

Tuy nhiên, mTuy nhiên, mộtột  ssốố loài cá không nh loài cá không nhấất thit thiếết pt phhảải có ti có tấất t ccảả các lo các loạại vây k i vây k ểể trên. trên ĐặcĐặc   bi

 biệt ở ệt ở   mộtmột  sốsố loài loài độngđộng v vậậtt sốngsống  dướidưới n nướ ướ c, cc, chỉhỉ có m có mộtột lo loạại vây phát trii vây phát triểển vàn và đảđảm nhm nhậậnnttấất ct cảả các chcác chứcức n năăng trong quá trìnhng trong quá trình bơi bơi c củaủa cá, cá, đđiiểển hìnhn hình nhưnhư cá cá mựcmực có có 22 vây d vây dọcọc  22   bên

 bên thân, hothân, hoặặc cá dao mac cá dao ma đđen chen chỉỉ  cócó 1 1 vây d vây dọcọc ph phầần thân dn thân dướiưới  ccủaủa c cơ ơ   ththểể ỞỞ các loài các loàiđộng vậ

động vật này, vây chuyt này, vây chuyểểnn độđộng theo mng theo mộtột c cơ ơ  ch chếế vô cùng vô cùng đặđặc bic biệệt,t, đađa s sốố là chuy là chuyểểnn độđộngngnh

nhấấ p nhô  p nhô ddạạng sóngng sóng, từ đó tạ, từ đó tạo ra các lo ra các lựcực  đẩđẩy có ích cho quá trìnhy có ích cho quá trình bơ  bơ ii và yếu tố quanvà yếu tố quantrọng ở hình dạng của và dịch nhầ

trọng ở hình dạng của và dịch nhầy tạo ray tạo ra[1]

2.2.  TTổng quan lĩnh vự ổng quan lĩnh vự c robot các robot cáH

Hiện nay theoiện nay theo  nghiên cứu về loài cá được chia làm 2nghiên cứu về loài cá được chia làm 2  loạiloại[2]: body and/or caudal fin(BCF) movement và median and/or paired fin (MPF) propulsion.Đặc điểm của MPF dichuyển chậm tính cơ động cao và đạt hiệu suất lớn trong quá trình di chuyển[2]  đượcđượctrình bày cụ thể trong

trình bày cụ thể trong Hình 1.2.Hình 1.2

MPF  propulsi  propulsion on

BCF  propulsi  propulsion on

O Osscciill llaati tio on ns s U Un nd du ullaati tio on ns s F Fiin n O Ossccil illa lattio ion ns s F Fiin n U Un nd du ullaati tio on nss

Periodic swimming

Transient movements

MANOEUVRING CRUISING

ACCELERATING

Swimming Propulsors

H

3.  Vây cá chuyVây cá chuyển độển động dng dạạng sóng và các công trình liên quanng sóng và các công trình liên quanHi

Hiệệuu quảquả   bơi bơi  ccủủa cá có tha cá có thểể  đạđạt t hihiệệu u ququảả  đếđếnn 90%90%  các nhà khoa học đã có các nghiêncác nhà khoa học đã có các nghiêncứu có được nhận định ban đầu

cứu có được nhận định ban đầu cá các độngc động ccơ ơ  chân v chân vịtịt khó có th khó có thểể  đạđạtt đượcđược th thậậm chí mm chí mộộtt nửanửa  con s

con sốố này này[1] . .Hơn thế nữa, động cơ chân vịt gây ồn, nhiễu loạn môi trường và dễ bị vướngHơn thế nữa, động cơ chân vịt gây ồn, nhiễu loạn môi trường và dễ bị vướngtrong môi trường giàu tảo biển và dây điện

trong môi trường giàu tảo biển và dây điện.  ĐĐiiềều nàyu này đãđã thúc thúc đẩđẩy các nhà khoa hy các nhà khoa họọc và k c và k ỹỹ  ssưư trên th trên thếế g giớiiới nghiên c nghiên cứứu không ngu không ngừừngng vềvề   phươ  phươ ng phápng pháp bơi bơi c củaủa cá và thicá và thiếếtt kếkế xây d xây dựựngngrobot mô ph

robot mô phỏngỏng l lạạii phươ  phươ ng thng thứức này.c này ĐĐây là mây là mộtột  hướnghướng nghiên c nghiên cứuứu m mớiới  nhưnhưng phát tring phát triểểnnđầ

đầy tiy tiềềm nm năăng hng hứứa ha hẹẹn vn vềề  mộtmột   phương phương th thứức di chuyc di chuyểển hin hiệệu quu quả dướiả dưới  nướ nướ c, tic, tiếết kit kiệệm nhiênm nhiênli

liệệu và bu và bảảoo vệ môivệ môi  trườ trườ ng sinh thái Tuy nhiên nóng sinh thái Tuy nhiên nó đòiđòi   hhỏỏi nhii nhiềều u kikiếến n ththứcức   rộngrộng   vềvề  các  các

ll ĩ  ĩ nh nh vvựcực  khác nhau bao g  khác nhau bao gồmồm   vvậật lý,t lý, sinh họsinh học, k c, k ỹỹ thu thuật cơ khí,ật cơ khí, k k ỹỹ thu thuậật vt vậật lit liệệu và khoau và khoahhọọc máy tính.c máy tính

Các công trình nghiên cứu trên thế giới:

Các công trình nghiên cứu trên thế giới:  

3.1.  Nghiên cNghiên cứ ứ u và phát triu và phát triểển Robot mô phn Robot mô phỏng cá dao ma đen Nam Mỹỏng cá dao ma đen Nam Mỹ[3]  

3.1.1.   Sơ lượ Sơ lượ c vc vềề  cá dao ma đencá dao ma đen  

Cá dao ma đen số

Cá dao ma đen sốngng ở ở  nh những nơi dòng chảững nơi dòng chảy my mạnh, dưới đáy cát sông và nhữạnh, dưới đáy cát sông và nhữngngcon l

con lạạch tch từừ  Venezuela đếVenezuela đến Paraguay Nhn Paraguay Những con cá trưở ững con cá trưở ng thành dài khong thành dài khoảảngng 1010

15 , chiều dài vây khoảng 2/32/3  chiều dài thân chạy dọc dưới chiều dài thân chạy dọc dưới bụng.bụng.  

Cá dao bơi thẳng bằng cách chuyển động vây dạng sóng, do đó tạo ra một sóngdịch chuyển dọc theo vây từ trước ra p

dịch chuyển dọc theo vây từ trước ra phía sau, trong khi vẫn giữ cơ thể cứhía sau, trong khi vẫn giữ cơ thể cứng nhắc.ng nhắc

Để di chuyển ngược lại, cá

Để di chuyển ngược lại, cá dao sẽ tạo ra dao sẽ tạo ra dao động sóng đi ngược về phía dao động sóng đi ngược về phía trước.Khitrước.Khi

cá muốn bơi lên trên, vây sẽ

cá muốn bơi lên trên, vây sẽ tạotạo 2 2  sóng ngược nhau đi từ hai đầu vây vào sóng ngược nhau đi từ hai đầu vây vào bên trong,bên trong,khi 22  sóng gặp nhau sẽ tạo ra lực đẩy nâng cásóng gặp nhau sẽ tạo ra lực đẩy nâng cá  lên Với hai vây bên có tác dụng đểlên Với hai vây bên có tác dụng đểlái hướng và đảm bảo sự ổn định trong lúc các

lái hướng và đảm bảo sự ổn định trong lúc các di chuyển.di chuyển.  

Với dải vây như vậy cá có thể đạt được một gia tốc nhanh ở những nơi có vị tríchật hẹp và đạt được đến các điểm trong phạm vi cảm nhận điện trường của nó

chật hẹp và đạt được đến các điểm trong phạm vi cảm nhận điện trường của nó.  3.1.2.   Ghostbot cGhostbot củủa các nhà khoa ha các nhà khoa học Đạọc Đại hi họọc Northwesternc Northwestern[4]  

Lấy cảm hứng từ khả n

Lấy cảm hứng từ khả năng di chuyển linh hoạt trong các khu vực dòng chảy ăng di chuyển linh hoạt trong các khu vực dòng chảy mạnhmạnhcủa cá dao ma đen, các nhà khoa học nghiên cứu tại trường Đại học Northwestern

đã phát triển một loại robot mô phỏng sinh học

đã phát triển một loại robot mô phỏng sinh học với tên gọi là Ghostbot.với tên gọi là Ghostbot.  

H

(Mô hình đượ (Mô hình đượ c vc vẽẽ l lạạii  1 1::11 dựa trên thông số của nhóm tác giả)dựa trên thông số của nhóm tác giả)  

giản hóa về mối tương tác chất lưu và biến dạng vây để cung cấp biến dạng vây để cung cấp một mối quan hệmột mối quan hệ

rõ ràng giữa hệ thống động học và kết quả của lực, mà không cần đến những giải pháp tính

3 3   

TTổổng khng khối lượ ối lượ ngng

SSốố   bướ  bướ c sóng trong vâyc sóng trong vây 22  Biên độ

T

LLực đẩực đẩy ty tạạo rao ra

0,022

  Tốc độốc độ   bơi bơi  

18 /  

3.1.3.   Knife fish robot (NKF) cKnife fish robot (NKF) của đạủa đại hi họọc Nangyangc Nangyang[5]  

K.Low cùng các cộng sự tại trường đại học Nangyang đã nghiên cứu và phát triểnloại robot mô phỏng chuyển động của cá

loại robot mô phỏng chuyển động của cá dao, được phát triển qua nhiều nghiên cứudao, được phát triển qua nhiều nghiên cứu

và nhiều phiên bản khác nhau Và nhóm đã có

và nhiều phiên bản khác nhau Và nhóm đã có bước tiến lớn trong việc tiếp cận đếnbước tiến lớn trong việc tiếp cận đếncá

cách di chuyển dưới nước bằng vây dao động ch di chuyển dưới nước bằng vây dao động sóng.sóng.  

 NKF được phá NKF được phát triển lần lượt quat triển lần lượt qua 33 phi phiên bản chính (NKFên bản chính (NKF-I, II và III) NKF-I có-I, II và III) NKF-I có

vây được tạo thành từ 1010 tia vây Riêng NKF-II và NKF- tia vây Riêng NKF-II và NKF-III có vây được tạo thànhIII có vây được tạo thành

từ 8 tia vây, mỗi tia vây được điều khiển bởi 1 động cơ DC servo Để tạo sự linhhoạt cho tấm màng vây, nhóm nghiên cứu

hoạt cho tấm màng vây, nhóm nghiên cứu đã sử dụng thanh trượt ở giữa màng củađã sử dụng thanh trượt ở giữa màng của

22  tia vây, từ đó tạo nên cơ tia vây, từ đó tạo nên cơ cấu chuyển độngcấu chuyển động 22 bậc tự do giúp cho màng    bậc tự do giúp cho màng có thể chuyểncó thể chuyển

động và co dãn phù hợp để di chuyển Các tia vây được truyền động bởi các tayquay, do đó tia vây luôn song song

quay, do đó tia vây luôn song song với nhau và chuyển động tịnh tiến khi hoạt động.với nhau và chuyển động tịnh tiến khi hoạt động.Tuy nhiên lớp màng sẽ có một vùng làm việc nhất định Bên trong vùng làm việc,nhóm nghiên cứu đã thiết kế mô hình khảo sát lực

nhóm nghiên cứu đã thiết kế mô hình khảo sát lực đẩy tạo ra phụ thuộc vào tầnđẩy tạo ra phụ thuộc vào tần  s sốố,, biên độ

 biên độ  và độvà độ l lệệch pha gich pha giữữaa

22  tia vây đểtia vây để tìm ra m tìm ra mộột mô hình thit mô hình thiếết k t k ếế t tối ưu.ối ưu.  

 NKF được thiết c thiết kế một kế một hệ thống hệ thống như là như là bóng nổi bóng nổi của ccủa cá Vớiá Với 22   piston ví piston vít me để t me để cócó

thể thay đổi kích thước của bóng nổi kèm theo một cảm biến áp suất, từ đó làm thayđổi lực đẩy Archimede tác dụng lên

đổi lực đẩy Archimede tác dụng lên thân robot, giúp robot có thể dễ dàng điều cthân robot, giúp robot có thể dễ dàng điều chỉnhhỉnh

độ sâu. 4 4  cảm biến tiệm cận (cảm biến tiệm cận (22  ở mỗi bên) để điều chỉnh hệ thống vítở mỗi bên) để điều chỉnh hệ thống vít  me tránh vượ me tránh vượ ttngoài gi

ngoài giớ ớ i i hhạạn làm vin làm việệc c ccủủa nó Tuy nhiên va nó Tuy nhiên vấn đềấn đề  r r ẽẽ trái và r  trái và r ẽẽ  phphảải i ccủủa NKF va NKF vẫẫnncòn t

còn tồồn tn tạại.i

Kích thướ Kích thướ c thânc thân

80   56  

80   56   11  11   

KhKhối lượ ối lượ ng thânng thân

Biên độ  dao độdao độngng

thườ ng có ching có chiều dài cơ thểều dài cơ thể t từừ  1155225 5  Chúng ăn những động vật nhuyễn thể,cua, tôm, cá và những loài mực nhỏ khác

cua, tôm, cá và những loài mực nhỏ khác.  

lỏng trong khoang của nang mực thông qua vòi hút.  

Thay vì di chuyển một vây như cá Thay vì di chuyển một vây như cá dao ma đen loại cá dao ma đen loại cá mực này di chuyển với haimực này di chuyển với haimàng vây ở hai bên lưng dọc

màng vây ở hai bên lưng dọc theo thân đến hậu môn Do đó nó theo thân đến hậu môn Do đó nó có thể di chuyển tớicó thể di chuyển tớilui qua

lui quay phải quay trái giữ thằng bằng.y phải quay trái giữ thằng bằng  Ngoài  Ngoài ra, ra, cácá mực còn bơi theo nguyên lýmực còn bơi theo nguyên lý phản lực [6]

3.2.2.   Sepios k Sepios k ếế th thừ ừ a chua chuỗỗi di dự ự  án Naro án Naro[7]  

 Nhóm  Nhóm sinh sinh viên viên ở ở trường trường đại đại học học ETH, ETH, Zurich Zurich đã đã nghiên nghiên cứu cứu và và chế chế tạo tạo thànhthànhcông loại robot di chuyển dưới nước mô phỏng cách di chuyển của c

công loại robot di chuyển dưới nước mô phỏng cách di chuyển của cá mực Đây làá mực Đây làrobot di chuyển dưới nước

robot di chuyển dưới nước b bằng vây dao độằng vây dao động sóng hoàn chng sóng hoàn chỉnh đầỉnh đầu tiên trên thu tiên trên thếế gi giớ ớ iivvới đầy đủới đầy đủ các kh các khảả  năng như bơi vềnăng như bơi về  trướ trướ c, sau, r c, sau, r ẽẽ trái, r  trái, r ẽẽ ph phảải, xoay theo tr i, xoay theo tr ụục ngangc ngang

ω

Động cơ servo Khớp nối Bánh răng

Tia vây

   b

 b) Cấu tạo module) Cấu tạo module   c) Sơ đồ nguyên lýc) Sơ đồ nguyên lý  

H

(Mô hình đượ c vẽ  l ạạii  1 1::11 dựa trên thông số của nhóm tác giả)  

SSepios có cấu tạoepios có cấu tạo 44  vây nằm đối xứng với nhau qua trục dọc thân Mỗi vây cóvây nằm đối xứng với nhau qua trục dọc thân Mỗi vây có 99  tia vây nhân tạo được

tia vây nhân tạo được điều khiển bởiđiều khiển bởi 99  động cơ servo riêng biệt Các tia vây có gócđộng cơ servo riêng biệt Các tia vây có gócdao động 270270 nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục thân Để mô phỏng nangcủa cá mực, nhóm đã sử dụng xi lanh thủy lực và một má

của cá mực, nhóm đã sử dụng xi lanh thủy lực và một máy bơmy bơm  nhằm bơm đầy hoặcnhằm bơm đầy hoặchút hết nước ra khỏi ống trụ nổi, nhờ đó thay đổi lực đẩy Archimede tác dụng lênrobot giúp robot nổi lên hay chìm xuống mà không cần

robot giúp robot nổi lên hay chìm xuống mà không cần sự trợ giúp của các sự trợ giúp của các vâyvây [7]

Để lựa chọn vật liệu, nhóm đã thực hiện các thí nghiệm so sánh, nhóm đã lự

Để lựa chọn vật liệu, nhóm đã thực hiện các thí nghiệm so sánh, nhóm đã lựaach

chọn latex đểọn latex để làm v làm vậật lit liệệu vây Phu vây Phần khung thân đượ ần khung thân đượ c chc chếế t tạạo cho chủủ y yếếu tu từừ polystyrene polystyrene

Tổng khốiTổng khối  lượ lượ ngng

SSốố   bướ  bướ c sóng trong vâyc sóng trong vây 11  Biên độ

Biên độ  dao động (θdao động (θmax)) 3030   

T

TTốc độốc độ   bơi bơi  

loại robot có cả sự kết hợp giữa vây dao động sóng và  vây đuôi với tên gọi Squidvây đuôi với tên gọi SquidRobot Mô phỏng chuyển động của cá

Robot Mô phỏng chuyển động của cá mực đồng thời linh hoạt kết hợpmực đồng thời linh hoạt kết hợp 22  vây đuôi,vây đuôi,

ω

  c) Sơ đồ nguyên lý

c) Sơ đồ nguyên lý  

H

(Mô hình đượ c vẽ  l ạạii   1:1:11dựa trên thông số của nhóm tác giả)  

Ứng dụng các phương trình chất lưu lý tưởng xung quanh robot Mối liên hệ giữadao động sóng vây với lực động học phụ thuộc vào biên độ góc và tần số, nhómnghiên cứu đã mô phỏng trên máy tính để tính toán

nghiên cứu đã mô phỏng trên máy tính để tính toán lực đẩy tác dụng, álực đẩy tác dụng, áp suất và khảp suất và khảnăng di chuyển của robot với các tham số biên độ góc dao động của vây, tần số, độlệch pha giữa 22  tia vây Từ đó đưa ratia vây Từ đó đưa ra 55   phiên bản  phiên bản thiết kế thiết kế của Sqcủa Squid Robotuid Robot [7]

 Năm 2002:   Mô hình đầMô hình đầu tiên vu tiên vềề   Squid robot đượ Squid robot đượ c xây dc xây dựựng ng vvớ ớ i hai vây bên,i hai vây bên, phương

 phương pháp kh pháp khảảo sát do sát dựa trên đặựa trên đặc tính dòng chc tính dòng chảy và độảy và động lng lựực hc học lưu chấọc lưu chất lt lỏỏng cng củủaavây bên và cơ thể

vây bên và cơ thể Mô hình th Mô hình thứứ nh nhấất vt vớ ớ i body ci body cồồng k ng k ềềnh, vnh, vớ ớ i mi mộột thanh cht thanh chốống lng lớ ớ nn ở ở   thân, được điề

thân, được điều khiu khiểển truyn truyền độền động bng bằng hai động cơ encoders đểằng hai động cơ encoders để  điềđiều khiu khiểển mn mỗỗi vâyi vây bên, và

 bên, và đượ đượ c truyc truyền độền động bng bằằng mng mộột ht hệệ th thống tay quay con trượt đểống tay quay con trượt để t tạo ra dao độạo ra dao độngng

vây bên đượ c tc tạạo lo lực đẩực đẩy by bằng dao động sóng, tuy nhiên cơ cấằng dao động sóng, tuy nhiên cơ cấu truyu truyền độền động gng gồồm cóm có

1616  động cơ servo điềđộng cơ servo điều truyu truyềền chuyn chuyển độển động ng hhệệ  ththống vây và được điềống vây và được điều khiu khiểển n bbằằngng

máy tính ngoài robot, nên m

máy tính ngoài robot, nên mặặc dù hc dù hệệ th thốống thanh lng thanh lớ ớ n trên thân lon trên thân loạại bi bỏỏ  nhưng vẫnhưng vẫn cònn cònhhệệ th thống dây cáp đểống dây cáp để k  k ếết nt nốối vi vớ ớ i máy tínhi máy tính ở ở  ngoài. ngoài

 Năm 2006: Mô hình th: Mô hình thứứ  33  đượ đượ c xây dc xây dựựng hoàn thing hoàn thiệện, so vn, so vớ ớ i hai mô hi hai mô hình trướ ình trướ cc

dây nhỏỏ nh nhằằm mm mục đích truyềục đích truyền tín hin tín hiệệuu 232 vvớ ớ i thii thiếết bt bịị khác bên ngoài. khác bên ngoài

 Năm

2009

: Mô hình th: Mô hình thứứ  

232 và vi và việệc xây dc xây dựựng mô hình dng mô hình dựựa trên các quá trìnha trên các quá trình

22 vây dvây dọọc thân vàc thân và

22  vây đuôi Mỗvây đuôi Mỗi vây thân bao gi vây thân bao gồồm 7m 7 tia vây được điềtia vây được điều khiu khiểển bn bở ở ii11  động cơ DC servo.động cơ DC servo.Các tia vây

Các tia vây được điềđược điều khiu khiểển bn bở ở i bi bộộ  điềđiều khiu khiển động cơ và vi mạển động cơ và vi mạch bên trong robot.ch bên trong robot.Vây đuôi đượ 

Vây đuôi đượ c sc sửử d dụng đểụng để  thay đổthay đổi góc nghiêng so vi góc nghiêng so vớ ớ i mi mặặt pht phẳẳng nng nằằm ngang tm ngang từừ  đóđóthay đổi độ

thay đổi độ sâu c sâu của robot trong quá trình bơi.ủa robot trong quá trình bơi.  

Kích thướ Kích thướ c thânc thân 140  140     71,4  1 71,4  10  0   

87   12 

  Vậật lit liệệu vâyu vây

Biên độ  dao động (θdao động (θmax)) 3030 4545  

giá sai sốố

KiKiểểm nghim nghiệệm lm lạại di dữữ li liệệu bu bằằng cách so sánh dng cách so sánh dạng đồạng đồ th thịị  trong môi trườ trong môi trườ ngng 22

V

Vớ ớ i các thông si các thông sốố  đầđầu vào cu vào củủa ha hệệ th thốống thí nghing thí nghiệệm:m:

Chiềều dài màng vâyu dài màng vây

3030  

  

KhoKhoảảng cách ging cách giữữaahai tia vây

Chưa xác đị

VVậật lit liệệu màng vâyu màng vây Chưa xác địChưa xác địnhnhChiềều cao mu cao mỗỗi tiai tia

   Thựực nghic nghiệệm thaym thay

đổđổi chii chiềều dài tia vâyu dài tia vâyS

Sốố tia vây tia vây 0:30 áá   Mô phMô phỏỏng ng + + ththựựcc

nghinghiệệmmT

Tầần sn sốố  dao độdao độngng 0:2    Mô phMô phỏỏng + thng + thựựcc

nghinghiệệmmBiên độ

Biên độ  dao độdao độngng 0:40 ĐộĐộ   Mô phMô phỏỏng + thng + thựựcc

nghinghiệệmmS

Sốố   bướ  bướ c sóng daoc sóng daođộ

nghinghiệệmmL

Lựựcc Chưa xác địChưa xác địnhnh



   ThThựực nghic nghiệệm + môm + mô

 phỏỏngngTrong gi

Trong giớ ớ i hi hạn đềạn đề tài lu tài luận văn cũng như giớ ận văn cũng như giớ i hi hạạn vn vềề th thờ ờ i gian, tác gii gian, tác giảả ch chỉỉ t tậậ p trung  p trung phphầầnnllớ ớ n vào các phn vào các phầần:n:

LỰ Ự A CHA CHỌN PHƯƠNG ÁNỌN PHƯƠNG ÁN  

1.  LLự ự a cha chọn cơ chếọn cơ chế  dao độdao động cng củủa tia vâya tia vâyVi

Việệc lc lựựa cha chọn cơ chếọn cơ chế c củủa màng vây là va màng vây là vấn đềấn đề r  r ấất quan tr t quan tr ọọng,ng, ảnh hưở ảnh hưở ng tr ng tr ựực tic tiếp đến cơếp đến cơccấấu truyu truyền động cũng như cấền động cũng như cấu trúc cu trúc củủa màng vâya màng vây Ảnh hưởẢnh hưởng trng trựực tic tiếp đến phương thứếp đến phương thứcc

ccấấu truyu truyền động cũng như cấền động cũng như cấu trúc cu trúc củủa màng vây.a màng vây Ảnh hưở Ảnh hưở ng tr ng tr ựực tic tiếp đến phương thứếp đến phương thứcc

di chuy

di chuyểển cn củủa robot.a robot

Cơ chế   dao động ki ể u sou song song (ng song (2 b2 bậậc c t t ự  d doo):):

HiHiện nay robot cá có vây dao độện nay robot cá có vây dao động dng dạạng song song(ng song song(22 b bậậc tc tựự do) r  do) r ất ít đượ ất ít đượ c nghiên cc nghiên cứứu,u,công trình tiêu bi

công trình tiêu biểu là robot NKF đượ ểu là robot NKF đượ c các nhà khoa hc các nhà khoa họọc c ttại trường đạại trường đại hi họọc Nanyang nghiênc Nanyang nghiênccứứu và chu và chếế t tạạo.o

a) Robot NKF-IITay quay

Màng vây

Chú thích:

Chú thích: AB khoảng AB khoảng cách giữa hai tia vây

H

Ưu điể m:

Khi màng vây dao động trong môi trường lưu

Khi màng vây dao động trong môi trường lưu ch chấất ht hầầu hu hết các điểết các điểm trên màng vây tácm trên màng vây tácđộng lên lưu chất là như nhau do đó có thể

động lên lưu chất là như nhau do đó có thể t tạo ra đượ ạo ra đượ c hic hiệệu suu suất đáng kểất đáng kể so v so vớ ớ i di dạạng daong daođộ

Cơ chế   dao động ki ể u u llệệch gch góc óc ( (   bbậậc c t t ự  d doo):):

 phương lên xuống cng củủa cá)a cá)

hơ n so vn so vớ ớ i di dạạng song song.ng song song

2.  LLự ự a cha chọọn thin thiếết bt bịị truy truyền độền độngng

thểể di chuy di chuyển các đoạển các đoạn nhn nhỏỏ c củủa vây ma vây một cách độột cách độc lc lậậ p t p tạo đượ ạo đượ c sc sựự  linh độlinh động cng củủa nó.a nó

Đây là phương án phù hợ Đây là phương án phù hợ  p v p vớ ớ i các chuyi các chuyển độển động tng tựự nhiên, nó là m nhiên, nó là mộột vt vậật lit liệu đàn hồệu đàn hồi cói cóth

thểể b bịị bi biếến dn dạạng khi có mng khi có một điện áp được đặột điện áp được đặt lên nó.t lên nó

Q =0 Ao

án này không kh

án này không khảả thi. thi

kim loại, đồại, đồng thng thờ ờ i ci cầần k n k ếết ht hợ ợ  p v p vớ ớ i bình khí di bình khí dẫn đếẫn đến cn cồồng k ng k ềềnh trong thinh trong thiếết k t k ếế

ViViệệc sc sựự d dụng cơ nhân tạụng cơ nhân tạo r o r ấất tt tốốn kém vn kém vềề kinh phí chi phí b kinh phí chi phí bảảo trìo trì Động cơ điện:

Gía thành tương đối r i r ẻẻ so v so vớ ớ i Fluid Muscles, EAPi Fluid Muscles, EAP

3.   LLự ự a cha chọọn thin thiếết bt bịị truy truyền độền độngngVi

Việệc c llựựa a chchọọn n ssốố  thithiếết t bbịị truy truyền độền độngng ảnh hưở ảnh hưở ng tr ng tr ựực c titiếp đếếp đến n ssựự linh ho linh hoạạt t ccủủa mànga màngvây ỞỞ  đây ta sẽđây ta sẽ   phân tích 2 phương án: phân tích 2 phương án:  

1 động cơ cho toàn bộ m màng vâyàng vây::

Để

Để  điềđiều khiu khiển được màng vây dao độển được màng vây dao động chng chỉỉ s sửử d dụụng mng một động cơ ta có thểột động cơ ta có thể s sửử d dụng cơụng cơccấấu cam, các cam su cam, các cam sẽẽ  được đặđược đặt lt lệệch pha nhch pha nhau và đượ au và đượ c truyc truyền độền động bng bằng 1 động cơ dẫn đếằng 1 động cơ dẫn đếnnmàng vây s

màng vây sẽẽ  dao độdao động.ng

đai, cơ cấu 4 khâu bu 4 khâu bảản ln lềề, truy, truyền độền động bng bằng cơ cấu cam…ằng cơ cấu cam…  

4.1.  TruyTruyền độền động bng bằng cơ cấu bánh răngằng cơ cấu bánh răng  

Công suấất lt lớ ớ n, tun, tuổổi thi thọọ cao, làm vi cao, làm việệc vc vớ ớ i vân ti vân tốốc lc lớ ớ nn Nhược điể m:

Vi

Việệc sc sửử d dụng bánh răng nón dẫn đếụng bánh răng nón dẫn đến vn viiệc đảệc đảm bm bảảo o titiếế p  p xúc gixúc giữa các bánh răng rấữa các bánh răng rấttkhó để

khó để  đạt đượ đạt đượ ccCh

Chếế t tạạo pho phứức tc tạp, đòi hỏi độạp, đòi hỏi độ chính xác cao chính xác caoKhi h

Khi hệệ th thốống vng vậận hành xn hành xảảy ra tiy ra tiếếngng ồồn do hin do hiện tượng va đậện tượng va đậ p, ta có th p, ta có thểể thay th thay thếế bánh bánhrăng cung tròn để

răng cung tròn để  đảđảm bm bảảo ít tio ít tiếếngng ồồn, tn, tảải trong cao tuy nhiên các tr i trong cao tuy nhiên các tr ụục giao nhau bc giao nhau bốố trí trí

ổổ  khó khăn vì lựkhó khăn vì lực dc dọọc tr c tr ụục xuc xuấất hit hiệện nên gây tin nên gây tiếếngng ồồn ln lớ ớ n cn cầần sn sửử d dụụngng ống lót đểống lót để  điềđiềuuch

chỉỉnh snh sựự  ăn khớp bánh răng.ăn khớp bánh răng.  

H

Ưu nhược điể

Ưu nhược điểm cm củủa truya truyền động bánh răng trụền động bánh răng trụ  răng thẳng tương tựrăng thẳng tương tự  như việnhư việc sc sửử d dụụngng bánh răng côn tuy nhiên việc đả

 bánh răng côn tuy nhiên việc đảm bm bảảo trong quá trình thio trong quá trình thiếết k t k ếế  kín nướ kín nướ c là r c là r ất khó, đồất khó, đồngngth

thời do đây là truyền độời do đây là truyền động hai tr ng hai tr ụục song song nên vic song song nên việệc bc bốố trí các module là ph trí các module là phứức tc tạạ p. p.4.2.  TruyTruyền động đaiền động đai  

Thiế t k ế   theo phương án bộ truyền đai   Sơ đồ nguyên lý

răng) và phải căng lực căng ban đầuu    

4.3.  TruyTruyền độền động 4 khâu bng 4 khâu bảản ln lềề  

Từừ nh những đánh giá vềững đánh giá về  các phương pháp truyền đông tác giảcác phương pháp truyền đông tác giả  đềđề xu xuất phương ánất phương án44 khâu b

 bảản ln lềề do yêu c do yêu cầầu vu vềề  độđộ  chính xác, phương pháp chếchính xác, phương pháp chế t tạạo Vì kho Vì khảả  năng chống nướ năng chống nướ c thc thấấ p pnên việệc thc thựực nghic nghiệệm thông sm thông sốố ch chỉỉ  nhúng màng vây trong nướ nhúng màng vây trong nướ c và các phc và các phầần còn ln còn lạại si sẽẽ  được đặt cao hơn so vớ 

được đặt cao hơn so vớ i mi mặt nướ ặt nướ c.c

5.  K K ếết lut luậậnn

Thông qua viThông qua việệc tìm hic tìm hiểu các phương án màng vây sẽểu các phương án màng vây sẽ  đượ đượ c thic thiếết k t k ếế theo d theo dạạng module,ng module,ssửử d dụng động cơ DC servo, dùng cảụng động cơ DC servo, dùng cảm bim biến xoay đểến xoay để  đọđọc tín hiêu vc tín hiêu về, phương pháp truyềề, phương pháp truyềnnđộ

động cng cớ ớ  c cấấu 4 khâu bu 4 khâu bảản ln lềề Các ph Các phầần hn hệệ th thống điệống điện, cách phân bn, cách phân bốố  các module, phươngcác module, phương pháp ch

 pháp chếế t tạạo so sẽẽ  đượ đượ c trình bàyc trình bày ở ở  ph phầần sau.n sau

THITHIẾẾT K T K ẾẾ  

1.  Phân tíchPhân tích độđộng lng lự ự c hc họọc chc chất lưuất lưu  1.1.  Biên dBiên dạạng màng vâyng màng vây dao độdao độngngTheo như các thông số

Theo như các thông số  đầu vào trong đặđầu vào trong đặt bài toánt bài toánXem xét màng vây, các tia vây là các thanh s

Xem xét màng vây, các tia vây là các thanh sợ ợ i i ththủủy tinh cy tinh cứứng và có thng và có thểể  dao độdao độngngquanh m

quanh một điểm và đượ ột điểm và đượ c thic thiếết k t k ếế theo d theo dạng module dao động độạng module dao động độc lc lập Mô hình dao độập Mô hình dao độngngccủủa màng vây liên ta màng vây liên tụục có thc có thểể  đượ đượ c mô tc mô tảả theo theo[9]::

 ,,,, ,,   ∈∈0,0,,,∈∈0,0, ,,,, ,,,, ,,    

3.1

Trong đó:

 ThThờ ờ i giani gian

 t tọa độọa độ c củủa module tia vâya module tia vây   1, d dọọc theo màng vâyc theo màng vây

 chi chiềều dài cu dài củủa màng vâya màng vây

 t tọa độọa độ chi chiềều dài cu dài củủa tia vâya tia vây ∈∈0,0,  

   Biên độBiên độ  dao độdao động lng lớ ớ n nhn nhấất ct củủa tia vâya tia vây

   t tầần sn sốố  dao độdao động,ng,        pha dao động ban đầ pha dao động ban đầu cu củủa tia vây nóa tia vây nó ảnh hưở ảnh hưở ngngđế

đến dn dạạng song cng song củủa màng vây va màng vây vớ ớ ii     pha ban  pha ban đầđầu cu củủa tia vây tha tia vây thứứ nh nhấất vt vớ ớ ii    bướ 

 bướ c sóng.c sóng

TTừừ các thông s các thông sốố  đã cho trong ta có biên dạđã cho trong ta có biên dạng màng vây:ng màng vây:

a Biên d ạng dao động màng vây(       1,1,    0,    3030  , )

H

H

1.2.  Phân tích độPhân tích động lng lự ự c hc họọc chc chất lưu củất lưu của màng vây liên ta màng vây liên tục khi dao độục khi dao động trongng trongnướ 

nướ ccL

Lực đẩy mà màng vây dao động trong môi trường nướ ực đẩy mà màng vây dao động trong môi trường nướ c có thc có thểể t tạo ra do tương tác vớ ạo ra do tương tác vớ iilưu chấ

lưu chất Ta tht Ta thựực hic hiệện khn khảảo sát mo sát mộột vùng r t vùng r ấất nht nhỏỏ   và th và thựực hic hiệện khn khảảo sát lo sát lựực mà vùngc mà vùng

 kh khối lượ ối lượ ng riêng cng riêng củủa cha chấất lt lỏỏng.ng

  ,,     tương ứtương ứng là hng là hệệ   ssốố   kéo theo phương tiếkéo theo phương tiế p  p tuytuyến và phương phápến và phương pháptuy

tuyếến vn vớới phi phầần tn tửử dS trong đódS trong đó  là hlà hệệ ssốố ccảản và phn và phụụ thuthuộộc vào dc vào dạạng hìnhng hình

tuytuyếến vn vớ ớ i phi phầần tn tửử  dS trong đódS trong đó   là h là hệệ s sốố c cảản và phn và phụụ thu thuộộc vào dc vào dạạng hìnhng hình

hhọọc cc củủa va vậật và ht và hệệ s sốố Reyn Reynold, đốold, đối vi vớ ớ i mi mộột st sốố  đối tượ đối tượ ng thì hng thì hệệ s sốố c cảản khôngn không ph

 phụụ thu thuộộc vào dic vào diệện tích cn tích của đối tượng đóủa đối tượng đó  

 là r  là r ấất lt lớn đốớn đối vi với lưu chất nước do đó hệới lưu chất nước do đó hệ s sốố  kéo theo phương tiếkéo theo phương tiế p tuy p tuyếếnn

vvớ ớ i màng vây r i màng vây r ấất nht nhỏỏ so  so vvớ ớ i hi hệệ s sốố  kéo theo phương pháp tuyến do đó ta có thểkéo theo phương pháp tuyến do đó ta có thể b bỏỏ qua quallực theo phương tiếực theo phương tiế p tuy p tuyếếnn  ≫≫  

T

Tấất ct cảả các thành ph các thành phầần ln lực theo các phương có thểực theo các phương có thể  đượ đượ c tính thc tính thông qua các phươngông qua các phươngtrình 3.33.3 và3.43.4  

Xét mXét mộột pht phầần tn tửử P trên màng vây và có t P trên màng vây và có tọa độọa độ  ⃗⃗, như vây ta sẽ, như vây ta sẽ  có đượ có đượ c thành phc thành phầầnnllựực và momen tc và momen tại điểm P đượ ại điểm P đượ c bic biểểu diu diễễn:n:

 

  ̇ ̇  ̇ ̇  ,,  ,,   

Sau khi đã loạ

Sau khi đã loại bi bỏỏ thành ph thành phầần ln lựực tic tiếế p tuy p tuyếến ta có ln ta có lựực:c:

 Nếếu chuyu chuyểển tích phân mn tích phân mặặtt

3.93.9  thành tích phân đường ta có phương trình tính lực như

sau:

⃗⃗        ∬∬ 1122              1  1 ̇ ̇       3.10Trong đó thanh phầ

Trong đó thanh phần vector pháp tuyn vector pháp tuyếến vuông góc vn vuông góc vớ ớ i dS:i dS:

   ,,    ,,  ,, coscos,,  ̇ ̇   

3.11

Thành phThành phầần vector pháp tuyn vector pháp tuyến đơn vịến đơn vị::

Trong đó:

Trong đó:  

 ̇ ̇ ̇ ̇  22 sinsin2  2  22   3.14Khi đó ⃗⃗  ssẽẽ  đượ đượ c vic viếết:t:

30  khokhoảảng cách ging cách giữữa hai tia vây làa hai tia vây là

không đổkhông đổii

 2 2, tương ứ, tương ứng ng vvớ ớ ii

1616 tia vây, có chi tia vây, có chiềều dài vâyu dài vây

tăng dần tn tầần sn sốố  dao độdao động cng củủa màng vây thì la màng vây thì lực càng tăng lên, phảực càng tăng lên, phảnn ảảnh khnh khảả  năng tăngnăng tăngttốốc cc của robot cũng như tốc độủa robot cũng như tốc độ c của nó khi thay đổủa nó khi thay đổi ti tầần sn sốố