[發明專利]一種柔性胸鰭擺動式水下仿生機器人

無效

• 申請號: 200910078621.0
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101486377A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 畢樹生;蔡月日;鄭禮成
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63C11/52
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

1.一種柔性胸鰭擺動式水下仿生機器人，包括有氣源和仿生結構體，其特征在于：所述仿生結構體由左擺動組件(1)、右擺動組件(2)、尾部擺動組件(3)、支撐組件(4)、左柔性翼(5)和右柔性翼(6)組成；左柔性翼(5)與右柔性翼(6)的結構相同，且以縱軸線為中心對稱進行裝配；左擺動組件(1)與右擺動組件(2)結構相同，左擺動組件(1)、右擺動組件(2)、尾部擺動組件(3)和支撐組件(4)設置在左柔性翼(5)與右柔性翼(6)的內部；支撐組件(4)沿縱軸線設置，左擺動組件(1)和右擺動組件(2)分別安裝在支撐組件(4)的左、右兩側，尾部擺動組件(3)安裝在支撐組件(4)的后端；支撐組件(4)包括有骨架(401)、配重塊(402)、墊塊(403)、接頭(404)、連接件(405)；配重塊(402)和墊塊(403)安裝在骨架(401)的下板面(4b)上；骨架(401)的上板面(4a)上開有用于A氣管接頭(41)、B氣管接頭(42)、C氣管接頭(43)、D氣管接頭(44)穿過的四個通孔，骨架(401)的后板面(4c)的背部安裝有連接件(405)；墊塊(403)上設有I螺紋孔(431)、J螺紋孔(432)，I螺紋孔(431)用于安裝左柔性肋骨(101)，J螺紋孔(432)用于安裝右柔性肋骨(201)，墊塊(403)的上板面與接頭(404)的下板面之間有一夾縫(406)，該夾縫(406)用于放置左柔性肋骨(101)、右柔性肋骨(201)；接頭(404)的后板面(404a)上設有G螺紋孔(447)和H螺紋孔(448)，接頭(404)的上板面(404b)上設有A螺紋孔(441)、B螺紋孔(442)、C螺紋孔(443)、D螺紋孔(444)，接頭(404)的A側板面(404c)上設有E螺紋孔(445)，接頭(404)的B側板面(404d)上設有F螺紋孔(446)，A螺紋孔(441)與G螺紋孔(447)導通，B螺紋孔(442)與H螺紋孔(448)導通，D螺紋孔(444)與E螺紋孔(445)導通，C螺紋孔(443)與F螺紋孔(446)導通；A螺紋孔(441)用于安裝A氣管接頭(41)，A氣管接頭(41)與外部氣源連接；G螺紋孔(447)上安裝有用于與A通氣管(45)連接的氣管接頭；由于A螺紋孔(441)與G螺紋孔(447)的導通，實現了外部為尾部A氣動人工肌肉(302)提供壓縮空氣；B螺紋孔(442)用于安裝B氣管接頭(42)，B氣管接頭(42)與外部氣源連接；H螺紋孔(448)上安裝有用于與B通氣管(46)連接的氣管接頭；由于B螺紋孔(442)與H螺紋孔(448)的導通，實現了外部為尾部B氣動人工肌肉(303)提供壓縮空氣；C螺紋孔(443)用于安裝C氣管接頭(43)，C氣管接頭(43)與外部氣源連接；F螺紋孔(446)內連接有左氣動人工肌肉(102)的一端；由于C螺紋孔(443)與F螺紋孔(446)的導通，實現了外部為左氣動人工肌肉(102)提供壓縮空氣；D螺紋孔(444)用于安裝D氣管接頭(44)，D氣管接頭(44)與外部氣源連接；E螺紋孔(445)內連接有右氣動人工肌肉(202)的一端；由于D螺紋孔(444)與E螺紋孔(445)的導通，實現了外部為右氣動人工肌肉(202)提供壓縮空氣；連接件(405)設計為“Z”字形，連接件(405)的安裝面(451)為光滑面，連接件(405)的正面(455)從上至下設有A凸耳對(452)、尾板槽(454)、B凸耳對(453)，A凸耳對(452)中安裝有尾部A氣動人工肌肉(302)的前端，尾板槽(454)中安裝有尾板的前端，B凸耳對(453)中安裝有尾部B氣動人工肌肉(303)的前端；

左擺動組件(1)包括有左柔性肋骨(101)、左氣動人工肌肉(102)、左拉繩(103)、A拉繩塊(115)、兩個拉繩導向件，即A滑線塊(111)與A壓板(113)組成第一個拉繩導向件，B滑線塊(112)與B壓板(114)組成第二個拉繩導向件；第一個拉繩導向件與第二個拉繩導向件的結構相同；左柔性肋骨(101)的根部(104)通過螺釘與I螺紋孔(431)的配合實現將左柔性肋骨(101)安裝在墊塊(403)上；左柔性肋骨(101)的上板面安裝有A滑線塊(111)、B滑線塊(112)，左柔性肋骨(101)的下板面安裝有A壓板(113)、B壓板(114)，A滑線塊(111)與B滑線塊(112)的結構相同，A壓板(113)與B壓板(114)的結構相同，A滑線塊(111)上設有C光孔(111a)，C光孔(111a)內安裝有滑套(111b)，滑套(111b)的中心開有C通孔(111c)，C通孔(111c)用于左拉繩(103)在其內進行滑動；B滑線塊(112)與A壓板(113)分別設置在左柔性肋骨(101)的上下板面，并通過螺釘與螺母安裝在左柔性肋骨(101)上；左拉繩(103)的一端穿過A拉繩塊(115)的C通孔(115c)后打結，左拉繩(103)的另一端穿過左柔性肋骨(101)上的A通孔(106)后打結；A拉繩塊(115)為“凹”形結構，A拉繩塊(115)的兩凸耳上分別設有A銷釘孔(115a)、B銷釘孔(115b)，且A銷釘孔(115a)與B銷釘孔(115b)同軸，通過在A銷釘孔(115a)與B銷釘孔(115b)的孔內放置一個銷釘實現將左氣動人工肌肉(102)的另一端與A拉繩塊(115)的連接；A拉繩塊(115)的底部中心設有C通孔(115c)，該C通孔(115c)用于左拉繩(103)穿過；左氣動人工肌肉(102)的一端連接在接頭(404)的F螺紋孔(446)中，左氣動人工肌肉(102)的另一端連接在A拉繩塊(115)上；

右擺動組件(2)包括有右柔性肋骨(201)、右氣動人工肌肉(202)、右拉繩(203)、B拉繩塊(215)、兩個拉繩導向件，即C滑線塊(211)與C壓板(213)組成第三個拉繩導向件，D滑線塊(212)與D壓板(214)組成第四個拉繩導向件；B拉繩塊(215)與A拉繩塊(115)的結構相同；第一個拉繩導向件、第二個拉繩導向件、第三個拉繩導向件和第四個拉繩導向件的結構相同；右柔性肋骨(201)與左柔性肋骨(101)的結構相同；右柔性肋骨(201)的上板面安裝有C滑線塊(211)、D滑線塊(212)，右柔性肋骨(201)的下板面安裝有C壓板(213)、D壓板(214)；右拉繩(203)的一端穿過B拉繩塊(215)上的通孔后打結，右拉繩(203)的另一端穿過右柔性肋骨(201)上的B通孔(206)后打結；B拉繩塊(215)與A拉繩塊(115)的結構相同，通過一個銷釘實現將右氣動人工肌肉(202)的另一端與B拉繩塊(215)的連接，右拉繩(203)穿過B拉繩塊(215)底部的通孔后打結；右氣動人工肌肉(202)的一端連接在接頭(404)的E螺紋孔(445)中，右氣動人工肌肉(202)的另一端連接在B拉繩塊(215)上；右氣動人工肌肉(202)的一端與E螺紋孔(445)連接；

尾部擺動組件(3)包括有尾部柔性板(301)、尾部A氣動人工肌肉(302)、尾部B氣動人工肌肉(303)、上拉件(305)、下拉件(307)；尾部柔性板(301)為一個箭頭形狀，尾部柔性板(301)的根部安裝在連接件(405)的尾板槽(454)內；尾部A氣動人工肌肉(302)的前端(302a)安裝在連接件(405)的A凸耳對(452)中，且前端(302a)上設有E氣管接頭(3a)，E氣管接頭(3a)上連接有A通氣管(45)，A通氣管(45)的另一端與G氣管接頭連接，接頭(404)的A螺紋孔(441)中安裝有A氣管接頭(41)，A氣管接頭(41)與外部氣源連接；尾部A氣動人工肌肉(302)的后端(302b)通過上拉繩(304)實現與上拉件(305)的連接，上拉件(305)安裝在尾部柔性板(301)的上板面上；尾部B氣動人工肌肉(303)的前端(303a)安裝在連接件(405)的B凸耳對(453)中，且前端(303a)上設有F氣管接頭(3b)，F氣管接頭(3b)上連接有B通氣管(46)，B通氣管(46)的另一端與H氣管接頭連接，接頭(404)的B螺紋孔(442)中安裝有B氣管接頭(42)，B氣管接頭(42)與外部氣源連接；尾部B氣動人工肌肉(303)的后端(303b)通過下拉繩(306)實現與下拉件(307)的連接，下拉件(306)安裝在尾部柔性板(301)的下板面上；上拉件(305)與下拉件(307)的結構相同，上拉件(305)為一“T”型結構件，上拉件(305)中部的凸起上設有E通孔(305a)，E通孔(305a)用于上拉繩(304)穿過，上拉件(305)的底部平臺上設有F通孔(305b)；

左柔性翼(5)上設有左空腔(501)、左柔性翼(5)的接合處設有A半圓孔(503)、B半圓孔(504)，左柔性翼(5)的上殼板上設有G通孔(502)，該G通孔(502)用于C氣管接頭(43)穿過；

右柔性翼(6)上設有右空腔(601)、右柔性翼(6)的接合處設有C半圓孔(603)、D半圓孔(604)，右柔性翼(6)的上殼板上設有H通孔(602)，該H通孔(602)用于D氣管接頭(44)穿過；

左柔性翼(5)與右柔性翼(6)裝配在一起時，A半圓孔(503)與C半圓孔(603)形成一個完整的通孔，該通孔用于B氣管接頭(44)穿過，B半圓孔(504)與D半圓孔(604)形成另一個完整的通孔，該通孔用于A氣管接頭(41)穿過；左柔性翼(5)與右柔性翼(6)的接合處采用單組分硅橡膠或者雙組份硅橡膠的柔性材料灌封粘接。