北航国家大学生创新创业训练计划中期检查报告.docVIP

国家级大学生计划 中期检查报告 北京航空航天大学教务处 项目中期汇报 项目 本项目旨在先对文章中的数学公式进行验证，根据文章中的公式进行设计机器人，该机器人的最大特点是能够在低雷诺数的环境下进行运动，而且所需要的动力不是很大的数量级，该机器人的特点在于机器人骨架的双螺旋型以及机器人外侧的S-layer的设计，它能够在内部的一个马达的带动下进行运动。配合魔比斯环的性质，设计的机器人内部骨架可以做到让轨道上的在轨道外侧的时候是从头部向尾部运动，在轨道内侧时从细胞尾部向头部运动循环从而使得机器人外部的全部波形一直从头到尾向后运动，实现仿生技巧。 机器人各项参数较为复杂，很难软件中模拟计算，所以根据实际试验得出再逆推回影响机器人运行的各项参数确定在不同环境下峰值时机器人的各项形态参数。 不同极端环境的 项目预期成果 1.修改已有模型，提出更好方案。 2.研制出在低雷诺数下可高效运动的机器人。 3.对于此仿生机器人申请专利。 4.完成数篇此机器人在石油勘探，血液定点移动，沼泽地质探索等领域应用可行性论文 2、已完成的研究工作内容以及取得的成果。（根据已完成成果，详细说明各项工作的具体内容。不少于1000字） 1.参数的调整 运用椭球状体的旋转速度和平移速度公式，研究提出了相应的公式。它适合用于用螺旋型的带子包裹住细胞2n-1次的情况。核心公式如下 该公式中提出了马达蛋白所需要的运动速度s，式中L代表着基本单位的平均间隔，代 项目中期汇报 Lsin(α(n))代表着相邻的山脊状的波峰之间的间隔，g(n)/w代表着恒定的边界速率，将会得到预期的运动速率。f代表着波带来的推进速度与波速的比值。 设n=4，那么带子将会绕着螺旋结构缠绕7圈，平均的振幅为=0.01cm(相应的山脊状的振幅就高为0.02cm，螺旋形带子的宽度为w=0.1cm，这些参数都在图3A中变形的椭球体中描述出来。如果我们取/Lsin(α(4))=0.216,为0.035L。大约有66个马达蛋白基本单位分散的分布在螺旋型表面上，每个基本单位之间的间隔为0.29cm，每一个山脊状的突起的宽度在0.35cm左右，使用上方的公式，我们得出马达蛋白运动的必须速度是80cm/s，与此同时波的速度为220um/s也与发现相符合。在我们的分析研究中，流体的速度是波动速度的0.155倍，大数值的/Lsin(α(n))能够使得流体的速度是波动速度的0.3倍，在这种情况下所需要的马达蛋白移动速度为40cm/s，如果我们假设由马达蛋白在运动到螺旋型结构回转的地方产生的纵方向的波马达蛋白的估计速度值将会减半。 我们针对该尺寸进行设计机器结构得到了第一个样机的设计NO.1 接着我们对机械结构进行了优化调整，得到了第二个设计图NO.2 项目中期汇报 接着我们对机械结构进行了优化调整，得到了第四个设计图NO.4 接下来我们再次进行3D打印，并进行了组装 我们发现，由于珠链限制了滚珠的滚动导致摩擦积累，而使得阻力过大，导致整个系统无法正常工作，经过分析和讨论，我们决定再次更改传动方式，化珠链为滚珠，利用滚珠丝杠的原理减小摩擦力，使系统正常工作。于是我们设计了第5个，NO.5。 项目中期汇报 接下来我们再次进行3D打印，并进行了组装 3.仿真验证 在制作和设计模型的同时我们还进行了仿真的验证，得到以下结果 项目中期汇报 经费的使用情况 2014.10-2015.02：机器人制作以及后期调试。 2015.02-2015.06：专利申请与可行性报告分析。 2015.06-2015.10：对于全部理论实践成果进一步完善加工。 2015.10-2015.12：资料整理，制作展示需要的仿真模拟视频与实验运行视频，验收成果。 项目中期汇报项目进展情况对哪些研究内容作了必要调整和变动 立项人（签名）： 年 月 日 签名： 年 月 日 专家组中期检查意见 签名：