[發明專利]波動推進仿生機器魟魚及其工作方法

有效

• 申請號: 201610395854.3
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN106043643B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 王揚威;閆勇程;劉凱;何嘉誠;趙東標;陸永華;蘭博文
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H1/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種波動推進仿生機器魟魚，其特征在于：

包括水平基板（8），以及與水平基板（8）固定的上殼體（1）及下殼體（2）；

其中上殼體（1）與水平基板（8）之間還安裝有控制系統電路板（5）、電池（6）及姿態控制機構（7）；其中下殼體（2）與水平基板（8）之間還安裝有環形長鰭推進機構（3）；

所述姿態控制機構（7）由若干沿周向均勻分布方式或沿中心對稱分布方式安裝于水平基板（8）上的姿態調節單元組成；所述姿態調節單元由第一導軌（802) 、第一絲杠（804）、與第一絲杠（804）相連的第一步進電機（801）、安裝于第一絲桿和第一導軌上的質量塊（805）組成，所述第一步進電機（801）的輸出軸與水平基板（8）平行；

所述環形長鰭推進機構（3）由環形硅膠薄膜（403）和若干沿周向均勻分布的環形長鰭推進單元組成；其中環形長鰭推進單元由電機徑向位移控制機構、電機徑向滑動機構、鰭條擺動機構、鰭面加持單元組成；

上述電機徑向位移控制機構由第二步進電機（701）、第二絲杠（702）、升降臺（703）、絲杠固定基座（704）組成；第二步進電機（701）的輸出軸與水平基板（8）垂直；升降臺（703）安裝于第二絲杠（702）上，第二絲杠（702）一端與第二步進電機（701）相聯，另一端與絲杠基座（704）相聯；第二步進電機（701）與水平基板（8）固聯，絲杠固定基座（704）與下殼體（2）固聯；

上述電機徑向滑動機構包括滑臺基座（605）、滑臺（604）、電機固定基座（603）、第三步進電機（601）；其中滑臺基座（605）與下殼體（2）固聯，滑臺（604）安裝于滑臺基座（605）上可在其上徑向滑動，電機固定基座（603）與滑臺（604）固聯，第三步進電機（601）安裝于電機固定基座（603）上，第三步進電機（601）輸出軸與水平基板（8）平行； 有一連桿（606），其一端與電機徑向滑動機構中的電機固定基座（603）鉸接，另一端與電機徑向位移控制機構中的升降臺（703）鉸接；

上述鰭條擺動機構由光滑曲桿（501）、第一光滑直桿（502）、第二光滑直桿（503）、擺動機構基座（404）及密封橡膠圈（504）組成；第一光滑直桿（502）與第二光滑直桿（503）相平行，它們安裝在擺動機構基座（404）上；擺動機構基座（404）與下殼體（2）鉸接；密封橡膠圈（504）安裝于下殼體（2）上，光滑曲桿（501）位于第一光滑直桿（502）與第二光滑直桿（503）之間，光滑曲桿（501）內側一端通過密封橡膠圈（504）延伸到下殼體內，并與上述電機徑向滑動機構中的第三步進電機（601）通過聯軸器（602）相聯；

上述鰭面加持單元由上鰭條（401）和下鰭條（402）組成；上鰭條（401）和下鰭條（402）夾持住所述環形硅膠薄膜（403）；上鰭條（401）和下鰭條（402）的內側一端通過固定螺絲（405）安裝在鰭條擺動機構的擺動機構基座（404）上。

2.根據權利要求1所述的波動推進仿生機器魟魚，其特征在于：

所述的水平基板（8）為圓形。

3.根據權利要求1所述的波動推進仿生機器魟魚，其特征在于：

上述上鰭條（401）和下鰭條（402）均為碳纖維材料。

4.根據權利要求1所述的波動推進仿生機器魟魚的工作方法，其特征在于包括以下過程：

通過控制姿態控制機構中每個姿態調節單元中質量塊（805）的位置，從而改變仿生機器魟魚的重心，達到調節姿態的目的；

電機徑向滑動機構中第三步進電機（601）通過聯軸器（602）連接光滑曲桿（501），當第三步進電機（601）帶動光滑曲桿在第一光滑直桿（502）與第二光滑直桿（503）之間轉動，由于光滑曲桿（501）彎曲的末端，當光滑曲桿（501）做圓周運動時，使得擺動機構基座（404）產生擺動；

電機徑向位移控制機構中的第二步進電機（701）帶動第二絲杠（702）轉動，進而控制升降臺（703）做上下運動；電機徑向滑動機構中第三步進電機（601）可相對滑臺基座（605）做徑向移動；由于連桿（606）一端與電機固定基座（603）鉸接，另一端與升降臺（703）鉸接；當升降臺（703）做上下運動時，通過連桿（606）轉化為第三步進電機（601）的徑向移動，第三步進電機（601）又因為通過聯軸器（602）連接光滑曲桿（501），所以最終升降臺（703）的上下運動，會轉化為光滑曲桿（501）徑向的伸縮運動；因為光滑曲桿（501）末端為彎曲狀，所以光滑曲桿（501）的徑向位移會改變擺動機構基座（404）的擺動幅值；

每個鰭面加持單元的規律性運動形成環形長鰭宏觀上的波動運動。