创新中期评审郭文杰组.ppt

LOGO 组 长：郭文杰 小组成员：蒋羽桑、金世杰 张赢今、郭杉 仿生鱼尾摆动海流发电装置研究 2014年国创中期报告 中期汇报 立项目标和内容 项目进展及成果 项目遇到的困难 经费使用情况 下一步研究计划 电能转换控制单元 2）仿生鱼尾摆动控制 1）仿生鱼尾最佳获能形状 3) 连接及发电装置 一、研究目标 研究并研发出仿生鱼尾摆动海流发电装置 (重点) 项目进行的仿生及配套装置： 动力系统 : 仿生鱼尾摆动机械装置，使鱼尾依靠海流能的冲击进行摆动。 发电系统 : 鱼尾通过曲轴或毂轮连接发电装置，实现机械能到电能的转化。 金属支架 ：可旋转可升降底座和金属杆连接，保证耐用美观。 二、立项以来开展的主要工作 文献查阅 1 海流能发电机 2 仿生鱼尾 推进器 3 动力补偿 系统 查阅方向： 关键技术问题包括安装与维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷和安全性能等。 我们小组查阅了与当今海流能发电的相关文献，了解了海流发电机的发展方向、技术路线、功率控制、应用等。 二、立项以来开展的主要工作 原方案实施 如图为立项时我们对仿生鱼尾摆动控制的机械装置设想为。 经过这一段时间的分析研究与实践，我们发现这种方案并不能使鱼尾完全依靠海流能的冲击进行摆动，且效果不是很理想。经过反复改进与实验后，我们决定放弃该方案并设计其他方案。 二、立项以来开展的主要工作 新方案讨论 相对气流从机头左边吹来，叫做左侧滑 相对气流从机头右边吹来，叫做右侧滑 飞机的稳定性—方向稳定性 方向稳定力矩主要是在飞机出现侧滑时由垂尾产生的 气动补偿方式 轴式补偿 角式补偿 内封补偿 随动补偿片 弹簧补偿片 轴式补偿：将操纵面的转轴从操纵面前缘向后移到某一位置进行补偿。 当操纵面绕转轴偏转时，转轴前后两部分同时产生空气动力，形成绕转轴方向相反的两个力矩，使舵面的铰链力矩减小，起到气动补偿的作用。 二、立项以来开展的主要工作 新方案讨论 鱼尾形状 大头 小头 二、立项以来开展的主要工作 新方案讨论 侧面图 轴补偿系统： 先找到平衡位置，再取比平衡位置靠近大头、远离小头的一点为轴的位置。力矩差使鱼尾有旋转趋势。 旋转挡板： 控制旋转角度在一定范围内。 碰撞档板： 改变摆动方向 轴补偿系统的作用下呈角度不变的摆动 在挡板的碰撞作用下改变角度动 实现仿生鱼尾摆动 摆动过程 二、立项以来开展的主要工作 连接装置设计 （一）实践检验发现初始方案过于理想化 （二）关于如何来回摆动的设计 （三）仿真模拟 提出弹簧模型后，我们利用现有材料进行模型的制作。在制作过程中，我们遇到了关键节点连接的稳固性差、连接角度难以控制、机械挡板固定困难且易变形等问题。 　　为减少不必要的损耗，最好用软件事前进行模拟，软件正在学习中。 　　在新方案中我们利用翼型的空气动力补偿来保持装置摆动，但是当翼型从一边摆动到另一边时，若要实现翼型来回摆动，则必须使翼型变换角度。若使用外部提供能量的方案，则降低了仿生鱼尾摆动的发电效率，因此很难设计出一个比较理想的角度调节装置。 三、项目建设过程中的问题 四、下一步工作计划 Achivement 1 2014年12月 对调节装置进一步设计，通过实验挑选出最优的调节装置。 Achivement 2 2015年1月—2月 确定装置部件的材质以及具体参数，制作出成品模型。 Achivement 3 2-4月 通过模拟实验，检测模型的发电效率。对实验数据处理分析，根据数据结果优化模型，重复实验，使装置达到最大发电效率。 2015年6月前，完成研究论文及答辩，最终完成项目鉴定。 Achivement 4 4-6月 撰写研究论文；完成结题表和总结报告等总结性工作。 五、经费使用明细 LOGO