[實用新型]一種仿生游動裝置

有效

• 申請號: 201320434271.9
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN203358856U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 盧小平
• 申請（專利權）人: 盧小平
• 主分類號: B63H1/30
• 分類號: B63H1/30;B63C11/52
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 劉菁菁

技術領域

本實用新型涉及一種能在液體中游動的裝置及其驅動的方法。

背景技術

能在液體中（以水中為主）游動的裝置有各種船和潛艇以及一些為特別用途而特別設計的裝置。由于各種驅動裝置的動力輸出以回轉的軸為主，此方式下用螺旋漿是一種能簡便地實現將回轉扭矩轉化為推力的方法。此方法的缺點是會產生較大渦流和噪音。

在生物界中的水生動物大都是靠鰭或一鰭狀結構來推動前進，其優點是比較適合肌肉拉動的往復運動，其效率要高于螺旋漿驅動，且噪音更低。于是有很多學者研究各種魚類和其它水生動物的推動機理，也有很多人因此而設計出各種機器魚類或其他機械生物。

水母是自然界最古老的水生動物之一，大部份水母都有三個主要部份：圓傘狀或是鐘狀的身體，觸器和口腕。水母鐘狀身體下面有一些特殊的肌肉能擴張然后迅速收縮，把身體內的水排出體外，通過噴水推進的方法，水母便能向相反的方向游動。一些水母有一層能夠收縮鐘狀體的皮層，使水母能夠快速移動。鐘狀體的邊緣有一排圓形的小囊，當水母向一方過渡傾斜的時候，這些囊就會刺激神經末梢來收縮肌肉，并把水母轉到正確的方向上去。

兩個磁場在相對處的極性相同時會產生排拆力，而不同的極性則會產生吸引力；線圈在充電時會產生磁場，如果改變充電電流的方向，所產生的磁場極性也隨之改變；永磁體的磁場極性在通常的條件下是不變的；所以如果將永磁體置于線圈產生的磁場中，在改變線圈中的電流時其作用力的方向也會改變。利用上述原理就可制造無需彈簧復位的雙向電磁鐵。

電磁力的大小與兩個相互作用的磁場的磁場強度成正比；永磁體磁場是充磁之后的剩磁，其所能達到的強度與材料有關系，稀土磁材料所能達到的磁場強度比一般鐵氧體高很多；而線圈所產生的磁場強度與線圈的匝數和線圈中的電流成正比。

近年來很多產品上采用上述原理制作的機構用以產生一些不大的驅動力，如市面大量的太陽花，只需太陽能就可以讓花動起來；另外在很多型飛機模型上用來驅動尾舵的轉動；還有一些用在微型搖控車上用來控制方向。

公開號為CN102795069A，公開日為2012年11月28日，發明名稱為《復合驅動的仿水母兩棲機器人的運動方法》的中國發明專利申請公開了一種仿生水母的運動機構，該運動機構包括驅動機構、傳動機構、外殼和彈性腿，其通過在IPMC腿部施加交變電壓，使IPMC在初始位置附近小幅擺動，從而產生向前的推力。

公開號為CN102514697A，公開日為2012年6月27日，發明名稱為《仿生機械魚工魚及其運動方式》的中國發明專利申請公開了一種仿生魚的機械運動方式，其通過沿機身周向設置多個電機控制魚類尾鰭的擺動推進模式實現仿生魚的游動方式。

公開號為CN102225702A，公開日為2011年10月26日，發明名稱為《一種仿生水母式水下推進裝置》的中國發明專利申請公開了一種仿生水母式的水下推進裝置，模擬了水母在水下運動時傘蓋張開，閉合的運動過程控制伺服電機正轉、反轉，經過絲杠傳動后帶動螺母相應地沿導桿前、后移動，經過絲杠傳動后帶動螺母相應地沿導杠前、后移動；螺母向前運動時，螺母凹槽上安裝的支撐桿在流體動力的作用下帶動柔性蹼收縮，螺母向后運動時，螺母凹槽上安裝的支撐桿在流體動力的作用下帶動柔性蹼展開，裝置產生較大的推力向前航行。

以上專利申請提供了有關游動裝置的不同的機械運動方式。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種不需要通過電機驅動也能模擬水母在液體中運動的裝置。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案為：一種仿生游動裝置,其包括：一能浮游的身體,浮游身體內裝有多個線圈、多個磁鐵、電池及控制電路；多個周向分布于浮游身體的驅動器，每一所述驅動器設置有相對應的所述線圈和磁鐵，并由于所述線圈與所述磁鐵的相互作用而被驅動；及至少一個與所述驅動器有效連接的推進器，所述推進器連動于所述驅動器并相對于所述浮游身體作擺動運動,

所述電池向所述控制電路供電，通過所述控制電路可以控制所述線圈中電流的通斷、方向和通斷時間，從而控制所述線圈與所述磁鐵相互作用的力的方向和作用時間，從而控制驅動器的運動的方向和時間。

作為一種實施方式，每一所述驅動器包括一根從浮游身體內部向外輻射的軸，所述推進器安裝在該軸朝外的一端，而（a）所述線圈或（b）所述磁鐵的其中之一設置在該軸朝內的另一端，（a）所述線圈或（b）所述磁鐵的另外之一固定安裝在所述浮游身體內，并使所述線圈或所述磁鐵能有效的相互作用驅動所述驅動器轉動。