[發明專利]360°仿生波動推進裝置

無效

• 申請號: 201210059034.9
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102616357A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 鄭志剛;孔祥霞
• 申請（專利權）人: 鄭志剛
• 主分類號: B63H1/30
• 分類號: B63H1/30;B63H23/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

技術領域：

本發明涉及一種水下仿生推進裝置，特別是一種360°仿生波動推進裝置。

背景技術：

經過幾億年的進化，魚類在推進效率、靈活性、可操控性等方面具有超越任何人造水面和水下運載器的優越性，一直為仿生學家所關注，目前許多發達國家都十分重視魚形機器人的研究，我國也積極參與其中，取得了很多重要成果，并且進入了工程實施階段，但是所制造出的機器魚與生物魚相比還有很大差距，特別是游動速度還不足2米每秒，人都比它游的快，靈活性較生物魚也相差甚遠。

關于較大功率仿生波動推進裝置的研究還是空白，其原因不在于理論實驗研究不深入，波動推進技術的實現手段(多關節、曲柄連桿、人造肌肉、壓電陶瓷、形狀記憶合金等)雖然技術含量很高，但是不夠巧妙，無法克服推進機構體積龐大而且外露的缺點。

國內外眾多大型科研院所的實驗研究表明：波動推進比常規推進的推進效率高30％以上，取而代之只是時間問題。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種結構簡單、制作成本低且僅需依靠齒輪就能驅動的360°仿生波動推進裝置。

本發明采用如下技術方案：

一種360°仿生波動推進裝置，包括與發動機輸出軸連接的大齒圈傳動軸，與大齒圈傳動軸連接的大齒圈，置于大齒圈內的平動齒輪、換向齒輪以及轉向齒輪，所述大齒圈的兩側裝有端蓋，所述平動齒輪、換向齒輪以及轉向齒輪分別通過各個的安裝軸置于端蓋上，其中平動齒輪和轉向齒輪各自所在安裝軸的軸端分別延伸至端蓋外，所述平動齒輪與換向齒輪相嚙合，該換向齒輪與所述轉向齒輪相嚙合；所述轉向齒輪軸的一端與方向控制機構連接；所述平動齒輪所在安裝軸的延伸端裝有彈性槳片。

采用上述技術方案的本發明與現有技術相比，將該仿生波動裝置的大齒圈置于水下航行體底艙或側面艙體內，彈性槳片伸出航行體外，在大齒圈的帶動下，平動齒輪和換向齒輪隨同大齒圈轉動，由于平動齒輪和換向齒輪、轉向齒輪依次嚙合，而轉向齒輪不轉，從而驅動平動齒輪以與大齒圈相同的角速度反方向自轉，以船體為參照物則平動齒輪只繞轉向軸公轉不自轉，平動齒輪和平動齒輪軸還有彈性槳片是固連在一起的；所以彈性槳片做旋轉平移運動，彈性槳片在平移擊水時發生彈性彎曲而左右或上下擺動，形成巨大的產生推進力的反卡門渦街，推進航行體前進。

轉向齒輪的安裝軸帶動轉向齒輪轉動，則所有彈性漿片的擺動方位發生相應的改變，因此可獲得在水平面或豎直面上360度范圍內任意方向的推力，使水下航行體左、右、上、下或前、后運動，使其具有超強的機動性；該360度仿生波動推進裝置集漿、舵、減搖鰭、停船四種功能于一身，是非常理想的水下推進裝置；其具有推進效率高，比常規推進裝置的推進效率高30％；具有很大的軍事應用價值。

本發明的優選方案是：

所述轉向齒輪與平動齒輪兩者的規格相同。

所述彈性槳片與平動齒輪安裝軸一端連接。

所述轉向齒輪的安裝軸與大齒圈的傳動軸同心設置，該大齒圈的傳動軸是空心軸，套裝于所述轉向齒輪安裝軸的外部。

所述平動齒輪安裝軸延伸至端蓋外；所述轉向齒輪的安裝軸的一端延伸至端蓋外。

所述方向控制機構是方向機。

所述平動齒輪的延伸端通過旗桿裝有彈性槳片，且彈性槳片總是指向推進力的反方向。

所述大齒圈設為數個，相鄰設置的大齒圈分別嚙合。

所述彈性槳片是任意形狀的片狀物，或者是與金槍魚尾鰭或胸鰭的形狀相同。

所述轉向齒輪與大齒圈同心設置，該轉向齒輪通過均布在轉向齒輪周邊的換向齒輪與平動齒輪相嚙合。

所述平動齒輪可分置成數層設置，相鄰層的平動齒輪之間通過換向齒輪相嚙合，最內層的平動齒輪通過換向齒輪與轉向齒輪相嚙合。

附圖說明：

圖1是實施例1結構示意圖。

圖2是圖1的A-A剖視圖。

圖3是實施例2的結構示意圖。

圖4是兩個大齒圈嚙合的結構示意圖。

圖5是四個大齒圈并排排列嚙合示意圖。

圖6是四個大齒圈組合排列嚙合傳動示意圖。

圖7實施例3的結構示意圖。

具體實施方式：

下面結合實施例詳述本發明：

一種360°仿生波動推進裝置，參見附圖1至附圖7，圖中：大齒圈1、端蓋2、大齒圈傳動軸3、轉向齒輪安裝軸4、轉向齒輪5、換向齒輪6、平動齒輪7、平動齒輪安裝軸8、換向齒輪安裝軸9、彈性槳片10、旗桿11、方向機12、驅動輪13。

實施例1：