[發明專利]一種變剛度仿生擺動推進裝置

無效

• 申請號: 201210152122.3
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102673759A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 姜洪洲;田體先;何景峰;佟志忠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明主要涉及到仿生水下機器人領域，具體涉及一種變剛度仿生擺動推進裝置。

背景技術

目前國內外科研機構對水下生物如金槍魚、旗魚、鯊魚類游泳時身體擺動的研究證實這類魚把身體-尾鰭(Body?and?Caudal?Fin，BCF)作為推進器，身體左右擺動擊水，產生逆卡門渦街，利用其產生的反作用力使魚體向前推進。由于這些魚推進效率高、速度快、機動性強，被眾多學者作為仿生研究的對象。多種形式的機器魚、仿魚機器人或仿生水下推進器已經相繼問世，但仍然存在許多問題，推進效率和速度與魚類存在較大的差距。目前對BCF類魚的游動機理研究表明：1.其肌肉、肌腱、皮膚、骨骼系統組成了一種復雜的串并聯機構，這種構造能夠有效的增大推力，并且具有俯仰、偏航和扭轉三個自由度的運動。2.魚在游動過程中能夠改變自身剛度而且不同的游動速度需要不同的剛度以使身體的自然頻率與尾部擺動頻率達到匹配，從而大大降低能量消耗。

發明內容

為復現上述兩點魚游動速度快及推進效率高的重要機理，本發明提供了一種基于超冗余串并聯機構的變剛度仿生擺動推進裝置。

本發明采用以下技術方案予以實現：

包括支座、兩節以上的擺動裝置和尾鰭，所述擺動裝置包括上平臺、下平臺、18個柔性鉸點、8個支腿和脊骨柱，上平臺中心處有柔性鉸點o’，下平臺中心處有柔性鉸點o，柔性鉸點o’與柔性鉸點o用脊骨相連接；

下平臺分布有8個柔性鉸點在半徑為r_b的圓心為o的圓上，這8個柔性鉸點分為四組，柔性鉸點b₁b₂為一組，柔性鉸點b₃b₄為一組，柔性鉸點b₅b₆為一組，柔性鉸點b₇b₈為一組，下平臺的柔性鉸點組所形成的直線與相鄰的柔性鉸點組所形成的直線相差90°；

上平臺也分布有8個柔性鉸點在半徑為r_a的圓心為o’的圓上，這8個柔性鉸點分為四組，柔性鉸點a₂a₃為一組，柔性鉸點a₄a₅為一組，柔性鉸點a₆a₇為一組，柔性鉸點a₈a₁為一組，上平臺的柔性鉸點組所形成的直線與相鄰的柔性鉸點組所形成的直線相差90°；

所述的圓心為o的圓與圓心為o’的圓為同心圓；

八條支腿分別為支腿a₁b₁，支腿a₂b₂，支腿a₃b₃，支腿a₄b₄，支腿a₅b₅，支腿a₆b₆，支腿a₇b₇和支腿a₈b₈；

支腿a₁b₁的兩端分別與柔性鉸點a₁和柔性鉸點b₁連接，

支腿a₂b₂的兩端分別與柔性鉸點a₂和柔性鉸點b₂連接，

支腿a₃b₃的兩端分別與柔性鉸點a₃和柔性鉸點b₃連接，

支腿a₄b₄的兩端分別與柔性鉸點a₄和柔性鉸點b₄連接，

支腿a₅b₅的兩端分別與柔性鉸點a₅和柔性鉸點b₅連接，

支腿a₆b₆的兩端分別與柔性鉸點a₆和柔性鉸點b₆連接，

支腿a₇b₇的兩端分別與柔性鉸點a₇和柔性鉸點b₇連接，