[發明專利]基于行星輪系的仿胸鰭推進裝置

有效

• 申請號: 201410364087.0
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104149955A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 王淑妍;王新國;朱永梅;張建;唐文獻
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H23/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種仿魚推進技術領域的裝置，具體地說涉及一種仿生機器魚胸鰭推進裝置。

背景技術

魚類作為自然界進化的產物，其出色的游動能力日益受到國內外學者的關注。中間/對鰭推進方式作為一種主要的推進模式，在游動的靈活度、姿態穩定性、沉浮控制及定位等方面具有明顯的優勢。研究中間/對鰭推進并進行機構創新設計對解決魚體機動性、穩定性等問題具有重要意義。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利公開號：CN?101665174，公告日：2012.02.02，專利名稱：胸鰭柔性擺動機器魚，該專利描述了一種胸鰭柔性擺動機器魚，該機器魚主要原理是通過凸輪滾子機構，將電機的轉動轉化為胸鰭連桿的擺動。中國專利公開號：

CN100340452C，公告日為：2007.10.03，專利名稱為：一種仿生機器魚胸鰭結構，該專利主要原理是通過三個舵機將轉動分別傳到齒輪軸和錐齒輪上，傳到齒輪軸上可以帶動胸鰭作拍動運動，而傳遞到錐齒輪上可以帶動胸鰭作轉動運動。

上述專利利用不同原理實現了仿胸鰭推進，但也存在明顯不足：1)專利一采用凸輪機構實現胸鰭連桿的往復擺動，由于凸輪存在幾何參數設定后擺動幅度不可調節的缺點，使得胸鰭連桿的運動形式單一；2)專利一采用兩套相同的凸輪機構分別實現左、右胸鰭的擺動，需要添加齒輪機構實現凸輪的同步性問題；3)專利二兩個胸鰭分別由兩個舵機正反轉傳遞到齒輪軸，通過齒輪轉動分別帶動胸鰭往復拍動，胸鰭的往復運動控制要依賴舵機；4)上述兩個胸鰭推進裝置都不可避免地用了齒輪機構，使得整個推進裝置較為復雜。5)另外舵機和凸輪機構在承載方面均有不足，對推進裝置在推進力較大的應用場合受限。

發明內容

本發明旨在提供一種結構簡單緊湊，承載能力大，尤其適用于空間受限場合的仿胸鰭擺動機器魚推進裝置。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于行星輪系的仿胸鰭推進裝置，包括機架、電源、推進部分、左右機動部分、固定支承板、活動支承板、左胸鰭、右胸鰭、魚體和尾鰭，所述固定支撐板和活動支撐板相互平行地安裝在所述機架上，所述固定支撐板位于活動支撐板的前方位置，所述左右機動部分位于固定支撐板和活動支撐板之間，其中，

所述推進部分包括驅動伺服電機、聯軸器、傳動軸、行星架、雙圓盤行星輪、太陽輪、雙頭螺柱、左胸鰭連桿、右胸鰭連桿、左搖塊、左搖塊固定桿、右搖塊和右搖塊固定桿，所述驅動伺服電機固定在所述固定支撐板上，其輸出軸通過聯軸器與傳動軸的一端相連接，所述傳動軸的另一端與行星架相連接；所述行星架的輸出軸與雙圓盤行星輪的中部通過軸承連接；所述行星輪包括相互平行的上圓盤和下圓盤，所述下圓盤外部齒輪與太陽輪的內部齒輪相嚙合，沿所述上圓盤的分度圓周圍均勻開設有多個螺紋孔；所述太陽輪固定在所述機架上并位于所訴固定支撐板的前方位置；所述雙頭螺柱的一端安裝在所述上圓盤的螺紋孔中，另一端分別與所述左胸鰭連桿和右胸鰭連桿鉸接；所述左搖塊固定桿和右搖塊固定桿的一端分別安裝在所述活動支撐板的左右兩側，所述左搖塊和右搖塊分別固定在所述左搖塊固定桿和右搖塊固定桿的另一端上，所述左胸鰭連桿和右胸鰭連桿分別穿過所述左搖塊和右搖塊，并與左搖塊和右搖塊相互鉸接；

所述左右機動部分包括上燕尾形導軌、上滑塊、下燕尾形導軌、下滑塊、齒條和電機軸上配有齒輪的正反轉伺服電機；所述上燕尾形導軌和下燕尾形導軌分別固定在所述活動支撐板的前端面的上端和下端，所述上滑塊和下滑塊分別固定安裝在所述固定支撐板的后端面的上端和下端，所述上燕尾形導軌和下燕尾形導軌分別與所述上滑塊和下滑塊之間相互滑動配合；所述齒條固定在所述活動支撐板的前端面的中部位置，所述正反轉伺服電機固定在所述固定支撐板的后端面上，其輸出軸上安裝有和所述齒條相嚙合的電機齒輪。

本發明雙圓盤行星輪的兩個圓盤齒輪的中部相互固定連接。

本發明行星架的輸出軸與雙圓盤行星輪之間的軸承包括第一深溝球軸承和第二深溝球軸承，所述第二深溝球軸承和第一深溝球軸承相互接觸并前后安裝，所述第一深溝球軸承的后端通過行星架的軸肩約束。

本發明還包括套筒和擋板，所述第二深溝球軸承的前端通過套筒約束，所述套筒的上端由擋板壓住。

本發明還包括第一螺母，所述擋板由第一螺母壓緊在所述套筒上，并與所述雙圓盤行星輪之間留有間隙。

本發明還包括鍵，所述傳動軸通過所述鍵與行星架連接。

本發明還包括太陽輪支撐柱，所述太陽輪通過所述太陽輪支撐住固定連接在所述機架上。