CN113060265B - 一种仿生柔性推进装置及波动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生柔性推进装置及波动控制方法，磁控形状记忆合金弹簧驱动装置的一侧固定在安装板上，另一侧贴附在柔性薄膜表面上，并将其封装，在与薄膜表面和安装板表面相连的磁控形状记忆合金弹簧驱动序列中，通过调节励磁线圈的电流来调节每组形状记忆合金弹簧的长度，使其以等相位差依次波动，通过改变形状记忆合金弹簧的驱动电压大小、相位和频率来改变其运动状态、调节薄膜波动运动参数，从而实现水下航行器的运动操控。本发明采用仿鱼生物躯干波动推进的方式，实现推进装置运动参数的自适应调节，适应水下应用环境的复杂性和多样性。

Description

一种仿生柔性推进装置及波动控制方法

技术领域

本发明属于水下仿生推进器驱动技术领域，具体涉及一种仿生柔性推进装置及波动控制方法。

背景技术

经过漫长的自然选择，水生生物在长距离巡航、快速机动响应、远程目标诱导等方面已进化出独特的结构和运动模式，为新型水下推进机理的研究提供了富有价值的借鉴。尽管水下仿生推进技术因其潜在应用前景而备受关注，但现有技术仍难以满足仿鱼类推进方式长期稳定应用于各种水下环境的需求，主要体现在：(i)研制出的各种仿生水下航行器虽然可以实现基本的运动功能，却受运动机构、驱动机构、变体结构等技术制约，难以满足实际应用需求。(ii)柔性智能驱动材料的设计制造技术不够成熟和其自身特性的发展不够完善同样也制约着水下仿生推进的发展。

传统的形状记忆合金，受温度场驱动，响应频率很低在1Hz左右。压电陶瓷虽然具有极高的响应频率，但其恢复应变却很小；同样，磁致伸缩材料也有同样的缺点。离子聚合物金属复合材料(IPMC)也存在因输出功率小使得水下航行器游动速度和推力相对较小的缺点，然而磁控形状记忆合金弹簧与其他智能材料驱动相比，具有响应频率快、恢复应变大、驱动电压低、运动无噪声、环境友好等优点，因此为水下仿生推进器的驱动装置设计提供了一种新的策略。

目前，传统仿鱼类特有的形状或结构特征的驱动装置，如，仿鲹科类机器鱼、仿蝠鲼机器鱼、长鳍机器鱼及其仿生水母等，因体积较大，形状复杂，当其安装在航行器表面时，会改变航行器的表面结构，会增加航行器的尺寸和重量，影响其航行性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种仿生柔性推进装置及波动控制方法，仿生柔性推进装置使用磁控形状记忆合金作为驱动器，能够实现航行器表面柔性薄膜的波动，从而使航行器在水下运动。

为达到上述目的，本发明所述一种仿生柔性推进装置，包括壳体，所述壳体中设置有M×N个驱动装置组成的阵列，所述壳体的顶面为柔性薄膜，所述驱动装置包括励磁线圈和磁控形状记忆合金弹簧，所述励磁线圈用于向磁控形状记忆合金弹簧提供磁场，所述磁控形状记忆合金弹簧的上端和柔性薄膜固定连接，所述磁控形状记忆合金弹簧的下端和壳体的底面固定连接，M≥1，N≥1。

进一步的，磁控形状记忆合金弹簧的上端通过上壳体与柔性薄膜固定连接，所述磁控形状记忆合金弹簧的下端通过下壳体与壳体的底面固定连接；所述上壳体和下壳体上均固定有套筒，所述磁控形状记忆合金弹簧的上、下两端分别伸入套筒中。

进一步的，励磁线圈中设置有铁芯。

进一步的，磁控形状记忆合金弹簧采用镍锰镓合金制成。

进一步的，柔性薄膜采用液态硅胶材料制成，表面涂抹聚脲树脂。

一种上述的仿生柔性推进装置的控制方法，通过改变励磁线圈的驱动电压的大小，柔性薄膜波动的振幅，振幅随着驱动电压的增大而增大；通过改变驱动电压的相位差，来改变柔性薄膜波动的波长，驱动电压的相位差越大，波长越长；通过改变驱动电压变化频率，来改变柔性薄膜波动频率，驱动电压变化频率越大，柔性薄膜波动频率也越大。

进一步的，当需要柔性薄膜展向波动时：沿x轴等间距分布的驱动装置采用同步控制方式，沿y轴等间隔排列的驱动装置采用独立控制方式，给沿y轴等间隔排列的驱动装置以等相位差周期排列的驱动电压；

当需要柔性薄膜波向波动时：沿y轴等间距分布的驱动装置采用同步控制方式，沿x轴等间隔排列的驱动装置采用独立控制方式，给沿x轴排列的驱动装置以等相位差周期排列的驱动电压。

进一步的，当控制柔性薄膜沿流向波动或展向波动时，所述仿生柔性推进装置模仿鱼类波动。

一种航行器的控制方法，航行器两侧分别安装有权利要求1所述的仿生柔性推进装置，

前进运动时：控制同一列驱动装置同步运动；同一行的驱动装置采用独立控制方式，前方的驱动装置的驱动电压相位超前于后方的驱动装置的驱动电压；

后退运动：控制同一列的驱动装置同步运动；同一行的驱动装置采用独立控制方式，前方的磁控形状记忆合金弹簧驱动装置的驱动电压相位滞后于后方的驱动装置的驱动电压；

加速运动：控制同一列的驱动装置同步运动；同一行的驱动装置采用独立控制方式；增加驱动电压的频率、幅值或驱动电压的相位差实现加速；

减速运动：控制同一列的驱动装置同步运动；同一行的驱动装置采用独立控制方式；降低驱动电压的频率、幅值或驱动电压的相位差实现减速；

转弯运动：使航行器两侧的仿生柔性推进装置的驱动电压大小、频率和/或相位不同，实现转弯运行。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

(1)本发明的驱动装置采用智能材料磁控形状记忆合金(MSMA)而非传统形状记忆合金(SMA)、压电材料或离子聚合物金属复合材料(IPMC)作为驱动，避免了响应频率小、驱动电压高、恢复应变小等缺点，磁控形状记忆合金结合了形状记忆合金应变大和磁致伸缩材料响应快的优点，实现了水下航行器的柔性驱动，能够降低运动噪音，提高隐蔽性，这种新型的仿生柔性推进装置，具有广泛的应用前景。

(2)本发明的仿生柔性推进装置可以贴附在航行器表面，既可在小型航行器上实现主动推进，也可在大型航行器上实现辅助推进，最大发挥出了鱼类生物降噪减阻的游动特性，又不影响其自身的功能特性。该方法为解决目前推进方式效率低、噪音大、结构复杂等问题提供了崭新的技术思路。

进一步的，磁控形状记忆合金弹簧的上端通过上壳体与柔性薄膜固定连接，所述磁控形状记忆合金弹簧的下端通过下壳体与壳体的底面固定连接；所述上壳体和下壳体上均固定有套筒，所述磁控形状记忆合金弹簧的上、下两端分别伸入套筒中，通过套筒防止弹簧上下两端倾斜，延长推进装置的生命周期。

进一步的，励磁线圈中设置有铁芯，可以增强线圈的磁场强度，进而增大弹簧振幅的调节范围，扩大推进装置速度调节范围。

进一步的，磁控形状记忆合金弹簧采用镍锰镓合金制成，镍锰镓合金为磁致伸缩材料变形率的50倍以上，磁控形状记忆合金弹簧不仅有较大的变形率，而且有较大的响应频率，响应频率是是温控的形状记忆合金的80倍，磁控形状记忆合金兼具了压电陶瓷和磁致伸缩材料响应频率快和温控形状记忆合金输出应变和应力大的优点。

进一步的，柔性薄膜采用液态硅胶材料制成，表面涂抹聚脲树脂，强度高，附着力好；密度与水基本相同；剪切模量低，柔度大；涂层致密，不透水，可用作柔性减阻涂层。

一种航行器，其上安装有上述的仿生柔性推进装置，采用仿鱼生物躯干波动推进的方式，实现推进装置运动参数的自适应调节，适应水下应用环境的复杂性和多样性。其结构简单，能够实现水下航行器的柔性驱动，能够降低运动噪音，提高隐蔽性，对环境干扰性小。

本发明所述的控制方法，可实现沿流向波动也可实现展向波动，通过控制不同组的磁控形状记忆合金弹簧可驱动柔性薄膜产生多种模式的行波，仿生柔性推进装置既可实现沿流向波动也可实现展向波动，具有良好的机动性。

附图说明

图1为仿生柔性推进装置的三维爆炸图；

图2为仿生柔性推进装置的前视示意图；

图3为单个驱动装置的结构图；

图4为仿生柔性推进装置的运动状态示意图；

图5为仿生柔性推进装置的外形示意图；

图6为仿生柔性推进装置贴附在航行器表面的二维仿真图。

附图中：1-柔性薄膜；2-安装板；3-驱动阵列；4-驱动装置；41-上壳体；42-下壳体；43-铁芯；44-励磁线圈；45-磁控形状记忆合金弹簧。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种基于磁控形状记忆合金弹簧驱动的仿生柔性推进装置，包括柔性薄膜1、安装板2以及磁控形状记忆合金弹簧驱动序列3，柔性薄膜1、安装板2以及磁控形状记忆合金弹簧驱动序列3由柔性材料密封。柔性薄膜1的厚度为0.1cm-0.2cm，安装板2的厚度为0.1cm-0.2cm；磁控形状记忆合金弹簧驱动阵列3包括沿x轴等间距分布的M个磁控形状记忆合金弹簧驱动装置序列，每个磁控形状记忆合金弹簧驱动装置序列包括沿N个沿y轴等间距分布的驱动装置4。驱动装置4为磁控形状记忆合金弹簧驱动装置。

驱动装置4包括上壳体41、下壳体42、铁芯43、励磁线圈44和磁控形状记忆合金弹簧45，上壳体41和下壳体42相对设置，每个驱动装置4的上壳体41上表面贴附在柔性薄膜1内侧表面上，上壳体41和下壳体42均具有套筒，上壳体41的套筒内侧沿垂直方向固定磁控形状记忆合金弹簧45的上部分；每个磁控形状记忆合金弹簧驱动装置4的下壳体42的下表面固定于安装板2上，下壳体42套筒内侧沿垂直方向固定磁控形状记忆合金弹簧45的下部分，形状记忆合金弹簧45在自然状态下的高度为4cm-5cm；下壳体42套筒部分内部沿垂直方向固定有铁芯43，铁芯43的下表面固定在下壳体42套筒水平部分内壁面上；铁芯43上缠绕有励磁线圈44。磁控形状记忆合金弹簧45套装在上壳体41和下壳体42的套筒部分之间，由上下壳体相对位置决定弹簧的安装长度。

磁控形状记忆合金弹簧驱动序列3的下壳体42下表面固定在安装板2上，然后由柔性材料封装。

磁控形状记忆合金弹簧45采用镍锰镓合金(MSMA)制成，镍锰镓合金为磁致伸缩材料变形率的50倍以上，磁控形状记忆合金弹簧45不仅有较大的变形率，而且有较大的响应频率，响应频率是是温控的形状记忆合金的80倍，磁控形状记忆合金兼具了压电陶瓷和磁致伸缩材料响应频率快和温控形状记忆合金输出应变和应力大的优点。

柔性薄膜1采用液态硅胶材料制成，表面涂抹聚脲树脂，聚脲树脂由异氰酸酯组分与氨基化合物反应生成的一类化合物，聚脲树脂的优势在于：强度高，附着力好；密度与水基本相同；剪切模量低，柔度大；涂层致密，不透水，可用作柔性减阻涂层。

同一行或同一列等间隔排列的磁控形状记忆合金弹簧采用独立控制方式，通过防水导管线外接动力源对磁控形状记忆合金弹簧驱动装置励磁线圈进行供电，通过改变驱动电压的大小，来调节通过励磁线圈的电流以改变磁场强度，进而实时改变弹簧振幅大小，从而改变柔性薄膜运动状态，实现柔性薄膜的变参数波动运动，并以此达到调节水下航行器的航行速度的目的。

驱动电压的调节范围为10V-20V，通过改变驱动电压的大小，改变柔性薄膜波动的振幅，振幅随着驱动电压的增大而增大；通过改变驱动电压的相位差，来改变柔性薄膜波动的波长，驱动电压的相位差越大，波长越长；通过改变驱动电压变化频率，来改变柔性薄膜波动频率，驱动电压变化频率越大，柔性薄膜波动频率也越大。

参阅图4，控制不同行列的驱动装置阵列，实现柔性薄膜的展向波动，可实现航行器的横向移动，具体包括以下步骤：

步骤1、沿x轴等间距分布的驱动装置4采用同步控制方式，沿y轴等间隔排列的驱动装置4采用独立控制方式；

步骤2、通过防水导管线外接驱动电源对磁控形状记忆合金弹簧驱动装置进行供电，通过改变驱动电压，来调节励磁线圈44的电流大小，改变磁场强度，进而改变磁控形状记忆合金弹簧45的变形量；

步骤3、给沿x轴等间距分布的驱动装置4中的磁控形状记忆合金弹簧45以相同的驱动电压，使同一行的驱动装置4实现同步运动；给沿y轴等间隔排列的驱动装置4的磁控形状记忆合金弹簧45以等相位差周期排列的驱动电压，驱动电压循环一周期，表明磁控形状记忆合金弹簧驱动装置阵列波动一周期。

参阅图4，通过控制不同行列的驱动装置4，可实现柔性薄膜的沿流向波动，具体包括以下步骤：

步骤1、沿y轴等间距分布的驱动装置4中的磁控形状记忆合金弹簧45采用同步控制方式，沿x轴等间隔排列的驱动装置4的磁控形状记忆合金弹簧45采用独立控制方式；

步骤2、通过防水导管线外接动力源对驱动装置4供电，通过改变驱动电压大小，来调节励磁线圈44的电流大小，改变磁场强度，进而改变弹簧的变形量；

步骤3、给沿y轴等间距分布的驱动装置4的磁控形状记忆合金弹簧45相同的驱动电压，使同一列的驱动装置4实现同步运动；给沿x轴等间隔排列的驱动装置4的磁控形状记忆合金弹簧45的驱动电压等相位差周期排列，驱动电压循环一周期，表明磁控形状记忆合金弹簧驱动装置阵列波动一周期。

磁控形状记忆合金弹簧45驱动的仿生柔性推进装置贴附在航行器两侧表面，控制波动柔性薄膜1正弦波的传播方向实现控制航行器的前进或者后退运动，当波动柔性薄膜1波速与航行器航行速度相反时，航行器实现前进运动；相反地，当波动柔性薄膜1波速与航行速度相同时，航行器有向后运动趋势。当航行器两侧的波动柔性薄膜1正弦波传播速度不一致或传播方向不一样时，即可完成转向的动作。

上述运动方法包括前进、后退、加速、减速、急停、转向、急转，具体过程如下：

将两个仿生柔性推进装置固定在航行器外表面，两个仿生柔性推进装置沿着航行器的对称轴对称设置。

前进运动：沿y轴等间距分布的驱动装置，即同一列的驱动装置采用同步控制方式，同步运动；沿x轴等间隔排列的驱动装置，即同一行驱动装置采用独立控制方式，前方的驱动装置4的驱动电压相位超前于后方的驱动装置的驱动电压；且贴附在航行器两侧的仿生柔性推进装置波动参数相等，波动参数包括频率、振幅和波长，航行器实现前进运动；

后退运动：沿y轴等间距分布的驱动装置4采用同步控制方式，同步运动；沿x轴等间隔排列的驱动装置4采用独立控制方式，前方的驱动装置的驱动电压相位滞后于后方的驱动装置的驱动电压；且贴附在航行器两侧的仿生柔性推进装置波动参数相等，航行器实现后退运动；

加速运动：沿y轴等间距分布的驱动装置4采用同步控制方式，同步运动；沿x轴等间隔排列的驱动装置4采用独立控制方式；增大驱动电压的频率，磁场的频率增大，则航行器两侧的磁控形状记忆合金弹簧伸缩频率增大，波速等于波长与频率的乘积，薄膜的波速增大，航行器实现加速运动；或通过增加驱动电压的相位差来增加薄膜的波长，进而实现加速运动；

也可通过增加驱动电压幅值的形式，实现加速运动。

减速运动：沿y轴等间距分布的驱动装置4采用同步控制方式，同步运动；沿x轴等间隔排列的驱动装置4采用独立控制方式；减小驱动电压的变化频率，磁场的变化频率减小，则航行器两侧的磁控形状记忆合金弹簧伸缩频率减小，薄膜的波速减小，航行器实现减速运动；当航行器两侧的仿生柔性推进装置的波动方向与航行器运动方向相反时，航行器实现急停；

或通过降低驱动电压的相位差来降低薄膜的波长，进而实现减速运动；

也可通过降低驱动电压幅值的形式，实现减速运动。

转弯运动，包括左转、右转、左急转、右急转：沿y轴等间距分布的驱动装置4采用同步控制方式，同步运动；沿x轴等间隔排列的驱动装置4采用独立控制方式；当航行器两侧的仿生柔性推进装置的驱动电压大小、频率和相位不一致时，波动薄膜的振幅、频率和波长不一致，当航行器两侧的仿生柔性推进装置的振幅、频率或波长不一致时，航行器实现转弯运动；左转时，通过控制施加在左侧的仿生柔性推进装置的驱动弹簧上的电压小于施加在右侧的仿生柔性推进装置驱动弹簧上的电压；右转时，通过控制施加在左侧的仿生柔性推进装置驱动弹簧上的电压大于施加在右侧的仿生柔性推进装置驱动弹簧上的电压。当航行器两侧的仿生柔性推进装置的波动方向相反时，航行器实现急转。左急转时，通过倒置右侧的仿生柔性推进装置驱动弹簧上的电压相位，使之反向波动；右急转时，通过倒置左侧的仿生柔性推进装置驱动弹簧上的电压相位，使之反向波动。

实施例1

本实施例中，仿生柔性推进装置为由个96驱动装置4组成的16×6阵列，同一列的6个驱动装置4采用同步控制方式，其驱动电压实时相同，实现同步运动；同一行的16个磁控形状记忆合金弹簧采用独立控制方式，在各磁控形状记忆合金弹簧45上施加独立的驱动电压信号；将两个仿生柔性推进装置分别贴附在长50cm,宽20cm,高30cm的航行器左侧表面和右侧表面，通过防水导管线外接动力源对磁控形状记忆合金弹簧驱动装置励磁线圈进行供电，通过改变驱动电压，来调节通过励磁线圈的电流和改变磁场强度，使磁控形状记忆合金弹簧45的振幅达到1.5cm，调节驱动电压频率10Hz，使其柔性薄膜波动频率为10Hz，改变驱动电压相位差，且前方的驱动装置的驱动电压相位超前于后方的驱动装置的驱动电压6.67ms；使其薄膜波动波长为30cm，根据图6仿真结果，水下航行器在水中前进运动的航速为0.4m/s，可应用于小型水下航行器的低速游动，能够满足小型航行器的日常使用。

本发明从自然界中依靠身体波动推进的鱼类获取灵感，提供了一种可应用于水下航行器上的仿生柔性推进装置。采用磁控形状记忆合金弹簧驱动装置等距分布于安装板和柔性薄膜之间，通过在各磁控形状记忆合金弹簧上施加独立的驱动电压信号，使其协调伸缩，进而实现柔性薄膜的波动推进，通过波动运动向后推水的作用，使水下航行器在水中运动。

本发明通过调节励磁线圈的电流大小来调节每组形状记忆合金弹簧的长度，使其以等相位差依次波动，通过改变形状记忆合金弹簧的驱动电压大小、相位和频率来改变其运动状态，调节薄膜波动运动参数，从而实现水下航行器的运动操控。

本发明采用仿鱼生物躯干波动推进的方式，实现推进装置运动参数的自适应调节，适应水下应用环境的复杂性和多样性。相较传统的推进方式具有更高的隐蔽性、机动性、推进效率，是一种新型的仿生推进方法，具有广泛的应用前景。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种仿生柔性推进装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体中设置有M×N个驱动装置（4）组成的阵列，所述壳体的顶面为柔性薄膜（1），所述驱动装置（4）包括励磁线圈（44）和磁控形状记忆合金弹簧（45），所述励磁线圈（44）用于向磁控形状记忆合金弹簧（45）提供磁场，所述磁控形状记忆合金弹簧（45）的上端和柔性薄膜（1）固定连接，所述磁控形状记忆合金弹簧（45）的下端和壳体的底面固定连接，M≥1，N≥1。

2.根据权利要求1所述的一种仿生柔性推进装置，其特征在于，所述磁控形状记忆合金弹簧（45）的上端通过上壳体（41）与柔性薄膜（1）固定连接，所述磁控形状记忆合金弹簧（45）的下端通过下壳体（42）与壳体的底面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种仿生柔性推进装置，其特征在于，所述励磁线圈（44）中设置有铁芯（43）。

4.根据权利要求1所述的一种仿生柔性推进装置，其特征在于，所述磁控形状记忆合金弹簧（45）采用镍锰镓合金制成。

5.根据权利要求1所述的一种仿生柔性推进装置，其特征在于，所述柔性薄膜（1）采用液态硅胶材料制成，表面涂抹聚脲树脂。

6.一种根据权利要求1所述的仿生柔性推进装置的控制方法，其特征在于，通过改变励磁线圈（44）的驱动电压的大小，来改变柔性薄膜（1）波动的振幅，振幅随着驱动电压的增大而增大；通过改变驱动电压的相位差，来改变柔性薄膜（1）波动的波长，驱动电压的相位差越大，波长越长；通过改变驱动电压变化频率，来改变柔性薄膜波动频率，驱动电压变化频率越大，柔性薄膜波动频率也越大。

7.根据权利要求6所述的仿生柔性推进装置的控制方法，其特征在于，

当需要柔性薄膜展向波动时：沿x轴等间距分布的驱动装置（4）采用同步控制方式，沿y轴等间隔排列的驱动装置（4）采用独立控制方式，给沿y轴等间隔排列的驱动装置（4）以等相位差周期排列的驱动电压；

当需要柔性薄膜流向波动时：沿y轴等间距分布的驱动装置（4）采用同步控制方式，沿x轴等间隔排列的驱动装置（4）采用独立控制方式，给沿x轴排列的驱动装置（4）以等相位差周期排列的驱动电压。

8.根据权利要求7所述的仿生柔性推进装置的控制方法，其特征在于，当控制柔性薄膜沿流向波动或展向波动时，所述仿生柔性推进装置模仿鱼类波动。

9.一种航行器的波动控制方法，其特征在于，所述航行器两侧分别安装有权利要求1所述的仿生柔性推进装置，

前进运动时：控制同一列驱动装置同步运动；同一行的驱动装置采用独立控制方式，前方的驱动装置（4）的驱动电压相位超前于后方的驱动装置（4）的驱动电压；

后退运动：控制同一列的驱动装置（4）同步运动；同一行的驱动装置（4）采用独立控制方式，前方的磁控形状记忆合金弹簧驱动装置的驱动电压相位滞后于后方的驱动装置（4）的驱动电压；

加速运动：控制同一列的驱动装置（4）同步运动；同一行的驱动装置（4）采用独立控制方式；增加驱动电压的频率、幅值或驱动电压的相位差实现加速；

减速运动：控制同一列的驱动装置（4）同步运动；同一行的驱动装置（4）采用独立控制方式；降低驱动电压的频率、幅值或驱动电压的相位差实现减速；

转弯运动：使航行器两侧的仿生柔性推进装置的驱动电压大小、频率和相位不同，实现转弯运行。

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