[實用新型]一種仿生魚尾推進器

有效

• 申請號: 201520184959.5
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN204548460U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 趙剛;孫壯志;王好軍;楊俊杰;王志杰;王禹健;汪川
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 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

本實用新型涉及的是一種水下推進裝置，具體地說是一種仿生魚尾推進器。

背景技術

隨著海洋資源的開發力度增加，水下運載器的研究隨之而生，水下推進技術作為水下運載器的核心部分，獲得了學術界的普遍關注。當前，有關水下運載器的推進技術的研究，主要包含傳統螺旋槳式推進、射流推進、仿生尾鰭推進等三類，考慮到傳統的螺旋槳式的水下推進方式具有大噪聲、高能耗等缺點，無法滿足一些特殊領域的需求，具有一定的局限性；射流推進的方式，無污染，然而，推進效率低下，且大流量的噴射容易被雷達等設備所掃描，只能應用于小范圍的裝備制造，因此，仿生尾鰭技術的研究，凸顯出的重要的研究意義。

在現階段仿生尾鰭推進技術的研究中，主要通過復雜的機械結構制造的多自由度的仿生魚機器人，這種設計具有質量大、水下運動不靈活及水下推進效率低等系列缺陷，更重要的是，在水下運行的過程中，具有較大的水下擾動性。此外，由于大多數機器人都采用液壓、氣動或電機配減速機構驅動，具有較大的噪聲污染等問題。因此，急迫的需要一種結構簡單、運動靈活、效率高、低噪聲與擾動性的水下推進方法。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種的結構簡單、運動靈活、驅動效率高、低噪聲、低水下擾動性的仿生魚尾推進器。

本實用新型的目的是這樣實現的：

包括基座部分、擺動推進部分和仿肌肉驅動部分；所述基座部分具有支撐板，支撐板上設置第一柔性筋；所述擺動推進部分的前端為柔性軀干、尾端為柔性尾鰭，所述柔性軀干的兩側設置第二柔性筋，所述第二柔性筋呈對稱分布；所述仿肌肉驅動部分為拉伸肌肉單元；柔性軀干的前端配合連接于支撐板上，所述拉伸肌肉單元連接于第一柔性筋與第二柔性筋之間。

本實用新型還可以包括：

1、柔性軀干的兩側對稱布置兩層以上的第一柔性筋，支撐板上的第二柔性筋也為兩層以上。

2、柔性軀干的兩側對稱布置兩排以上的第一柔性筋，支撐板上的第二柔性筋也為兩排以上。

3、所述拉伸肌肉單元是由兩片IPMC電致動智能材料通過兩端的電極塊連接構成的線性拉力器。

本實用新型的優勢在于：

由于本實用新型包括基座部分、擺動推進部分及仿肌肉驅動部分，采用仿肌肉驅動部分的拉伸肌肉單元直接連接支持部件的柔性筋與擺動推進部分的柔性筋，構成仿生魚尾推進器，故結構構成簡單；仿生魚尾推進器通過拉伸肌肉單元的配合運動可以實現推進器的啟動、轉彎及加速的動作，具有驅動靈活的優點；擺動推進部分與仿肌肉驅動部分直接組合通過柔性筋構成一個驅動傳動系統，實現了驅動傳動的一體化，同時，縮短了傳動鏈，提高了傳動效率；此外，采用電致動智能材料進行驅動，驅動無噪聲；仿生魚尾推進器，通過擺動方式進行水下推進，降低了對周圍水域的擾動性。

附圖說明

圖1為本實用新型的仿生魚尾推進器的整體結構圖；

圖2為基座部分的結構圖；

圖3為擺動推進部分的結構圖；

圖4為仿肌肉驅動部分的結構圖；

圖5為仿肌肉驅動部分的結構剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本實用新型做更為詳細的描述：

結合圖1，仿生魚尾推進器包括基座部分1、擺動推進部分2及仿肌肉驅動部分3；如圖2～5所示，基座部分1具有支撐板11，支撐板上具有柔性筋12；擺動推進部分2的前端具有柔性軀干21，尾端具有柔性尾鰭22，柔性軀干的兩側具有柔性筋23，呈對稱分布；仿肌肉驅動部分3包括拉伸肌肉單元31；擺動推進部分2的柔性軀干21配合連接于基座部分1的支撐板11上，并且，基座部分1的柔性筋12與擺動推進部分2的柔性軀干21的柔性筋23裝配連接拉伸肌肉單元31，構成仿生魚尾推進器的結構。基座部分1的支撐板11上的柔性筋12與擺動推進部分2的柔性軀干21的柔性筋23間的拉伸肌肉單元31可以按照兩層、兩排排布安裝。仿肌肉驅動部分3的拉伸肌肉單元31是由兩片IPMC電致動智能材料311和電極塊312構成的線性拉力器。

當外界供給電信號，通過仿肌肉驅動部分3的拉伸肌肉單元31的拉伸運動，拉動傳動部分2的柔性軀干21的擺動，帶動柔性尾鰭22的運動，實現仿生尾鰭推進器的水下推進。通過控制基座部分1的支撐板11上的柔性筋12與擺動推進部分2的柔性軀干21的柔性筋23間的拉伸肌肉單元31的配合運動，實現推進器的啟動、轉彎及加速等運動。