Dynamic Model and Simulation of One Active Joint Robotic Fish

Abstract

This study considers the dynamic model of one active joint robotic fish by using Lagrange method and simulation of the robotic fish model in MATLAB/SimMechanics environment. Compared results of these two different models are given in the study. The mathematical model of the system is derived from Lagrange energy equations of the robotic fish inspired from a real carangiform fish. The Computer Aided Design (CAD) model of the robotic fish is designed by using SolidWorks and it is transferred to the SimMechanics environment. The hydrodynamic effects, which are linear and nonlinear drag force, are also adapted and head motion, one active joint, and one passive joint angles found by using MATLAB Simulink environment. Obtained results for joint angles from both dynamic and SimMechanics models are compared and proved with animation video of the robotic fish.

Projeto De Mecanismo, Análise Cinemática E Dinâmica De Um Manipulador Robótico Acionado Por Junta Cardânica Ativa Com Três Graus De Liberdade

“…O controle da ponta da espinha dorsal foi limitado, visto que não é possível controlar cada uma das juntas de forma independente (YESHMUKHAMETOV, KOGANEZAWA e YAMAMOTO, 2018). Outra aplicação foi feita por Akpolat et al (2017), que desenvolveram um modelamento energético -Lagrangeano de uma junta ativa para um peixe robótico juntamente com o desenvolvimento do modelo do mecanismo feito pelo pacote SimMechanism/MATLAB (AKPOLAT, BINGÖL, et al, 2017). Nas simulações de cobras: Um et al (2017) desenvolveram um robô-cobra combinando diversas juntas para obter o movimento, no entanto cada junta está limitada apenas a um grau de liberdade (UM, WANG, et al, 2017), algo que foi melhorado em 2019 por Liu et al, quando projetaram e desenvolveram um robô-cobra snake-robot, propondo uma junta/módulo com dois graus de liberdade controlado por motores de passo (LIU, LIU, et al, 2019).…”