[實用新型]一種仿尾鰭推進裝置

有效

• 申請號: 201420564908.0
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN204110347U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王淑妍;王新國;朱君;唐文獻;蘇世杰
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H23/06
• 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

本實用新型屬于仿魚推進器的技術領域，具體而言涉及一種仿尾鰭推進裝置。

背景技術

海洋生物在推進的方式、靈活性、可操縱性等方面，尤其是推進效率甚至高達98％以上，具有現有人造水面或水下運載器不可比擬的優越性。魚尾擺進是仿魚機器人各種推進模式中所公認的一種高效推進模式，該模式可以在一個長周期運動中保持高速的巡航性能。采用電機和特定的傳動裝置組合驅動，較現有的驅動形式(液壓、電機，特殊材料如記憶合金等)，具有較強的驅動能力，可以驅動大的載體，適合仿生那些速度快、轉身迅速的海洋生物，具有較大的研究價值和應用潛力。

采用魚尾擺進模式的魚類在向前游動過程中，推進可以分成兩個部分：一個是產生拍動和傳遞推力的尾柄部分，一個是產生推力的尾鰭部分。尾柄做往復直線運動，向前游動過程中，其運動軌跡近似正弦曲線。游動過程中，身體前2/3部分幾乎保持剛性，特別明顯的側向位移僅僅發生在尾鰭以及尾鰭與身體相連的狹窄區域(尾柄)，其良好的流線型身體可以極大地減小形體阻力，尾鰭產生超過90％的推進力。

對現有技術的文獻檢索發現：(1)中國專利公開號：CN?1256259C，公告日：2006.05.17，專利名稱為：仿生機器魚的柔性推進機構。該專利主要描述了一種仿生機器魚的柔性推進機構，該柔性推進機構的主要原理為通過兩臺驅動電機分別帶動尾鰭驅動輪和尾部驅動輪轉動，通過魚尾兩側鋼絲的協調拉緊放松，實現尾鰭的轉動和整個尾部平動的復合運動。(2)中國專利公開號：CN?100418847C，公告日：2008.09.17，專利名稱為：雙尾仿生尾推進器。該專利主要介紹了一種雙尾仿生推進器，該推進器的主要推進原理為電機驅動主動鏈輪副轉動帶動從動鏈輪副轉動，鏈輪又與連桿和支桿組成曲柄連桿機構，從而實現尾柄的擺動。(3)中國專利公開號：CN?100423987?C，公告日：2008.10.08，專利名稱為：一種仿生機器魚。該專利主要介紹了一種仿生機器魚，該機器魚尾鰭推進原理為利用兩個直線電機驅動一個四連桿機構來實現尾鰭的擺動。(4)中國專利公開號：CN?101301926?B，公告日：2010.10.06，專利名稱為：具有升潛模塊和尾部模塊的仿生機器魚。該專利主要介紹了一種具有升潛模塊和尾部模塊的仿生機器魚，該機器魚的尾鰭推進原理為利用一套滑動機構和連桿總成帶動L型尾柄，實現尾柄的擺動，利用另外一套滑動機構和連桿總成帶動L型尾鰭柄，實現尾鰭的擺動，最終實現機器魚的推進。

上述專利利用不同的驅動原理及機構實現了仿尾鰭推進，但是也存在明顯的不足：(1)專利1和專利3都采用雙電機驅動，兩個電機之間需要同步控制；(2)專利1中，鋼絲繩本身是彈性體，對其拉緊放松產生的彈性變形難以精確控制，來流變化時，鋼絲繩所受的載荷也會發生變化，導致鋼絲的變形，從而影響機構的推進效果；(3)專利2僅僅實現了尾柄的擺動，實際推進效率偏低，同時，鏈輪傳動瞬時鏈速和傳動比不恒定，推進穩定性較差；(4)專利4利用兩套滑動機構和連桿總成帶動L型件分別實現尾柄尾鰭的擺動雖然實現了要求，但是其機構太為復雜，而且安裝要求較高，故實用性有待改進。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種體積小，結構簡單緊湊，承載能力大，適合向船舶應用發展的仿尾鰭推進裝置。

為達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種仿尾鰭推進器，包括左齒輪傳動部分、右齒輪傳動部分、中部行星輪系部分、總輸入軸、軸承、連桿、尾鰭連桿和尾鰭，其中，

所述左齒輪傳動部分包括左主動輪、左從動輪、左行星架支撐軸和左箱體，所述左從動輪與左行星架支撐軸的輸入端鍵連接，并與左主動輪外嚙合；

所述右齒輪傳動部分中包括右主動輪、右從動輪、右行星架支撐軸和箱體，右從動輪與右行星架支撐軸的輸出端鍵連接，并與右主動輪外嚙合；

所述中部行星輪系部分中包括左支撐箱體、第一左軸承、左行星架、左固定端蓋、第二左軸承、左行星輪、左軸承端蓋、左擋板、螺釘、左雙頭螺柱、螺栓、右支撐箱體、第一右軸承、右行星架、右固定端蓋、第二右軸承、右行星輪、右軸承端蓋、右擋板、螺釘、右雙頭螺柱、螺栓和太陽輪箱體；所述總輸入軸依次穿過右箱體、右支撐箱體、軸承、太陽輪箱體和左支撐箱體，并通過所述軸承分別安裝在右支撐箱體和左支撐箱體上，所述左主動輪和右主動輪分別與總輸入軸的左端和右端鍵連接；