[發明專利]一種水下航行器的仿生推進裝置

有效

• 申請號: 201611202962.0
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106585936B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 張成春;岳永麗;吳正陽;張秀梅;劉燕;韓志武;任露泉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H5/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及一種水下航行器的仿生推進裝置,具體涉及一種水下航行器槳式推進裝置，屬于水下航行器推進技術領域。

背景技術

水下航行器在海洋資源的開發與保護、海洋地形勘測、軍事活動、水下救援和捕撈等諸多領域發揮著重要作用，推進器作為水下航行器的動力系統，是水下航行器設計的核心部分。目前，水下航行器大多采用螺旋槳推進器裝置，盡管驅動方便，應用比較廣泛，但其存在噪聲大、結構復雜、槳葉制造工藝復雜、運動靈活性差等缺點，在軍事應用領域極易被敵方發現。因此，發展新型驅動方式及驅動裝置，是水下航行器研制所面臨的重要課題。

自然界中，魚類、水下昆蟲等水生生物經過自然選擇和自身進化，具有了獨特的游動方式。如水下昆蟲中的龍虱，又稱潛水甲蟲，長有兩條粗壯有力的游泳足，其在水中游動時，兩條游泳足伸展開，成槳狀，依靠劃水產生動力，回程階段，又將槳狀部分翻轉彎曲，以減少水體產生的阻力；轉彎過程中，將一條游泳足保持伸直或彎曲狀態，劃動另一條游泳足實現靈活轉向。此類昆蟲具有爆發力強、機動性好、轉向靈活、轉彎半徑小等特點，因此，利用仿生學原理開發研究仿生龍虱水下推進器，提高航行器的隱身性能，具有可實施性。

發明內容

本發明的目的是克服傳統螺旋槳推進器的上述不足，受龍虱在水中游動過程中游泳足劃水方式的變化啟發，提供一種水下航行器的仿生推進裝置，本發明是一種可翻轉折疊式劃水槳水下航行器仿生推進裝置。該仿生推進裝置結構簡單，噪音小，回程行程能量損失少，較其它魚類的推進方式控制簡單，易于實現。

本發明包括航行器主體、航行器內的控制及驅動系統和仿生推進裝置，兩個仿生推進裝置為一組，每組仿生推進裝置以航行器主體中軸線為對稱軸左右對稱布置，推進裝置安裝位置、安裝組數及擺動角度可根據所安裝的水下航行器的尺寸和形狀進行調整。

仿生推進裝置通過固定軸安裝于航行器主體底部，仿生推進裝置包括槳葉、槳軸、轉盤、轉盤底座、T型軸、軟軸、擺動桿、滑塊、伸縮機構和導槽；伸縮機構固定于航行器主體上，通過航行器內的控制及驅動系統實現前后伸縮，伸縮機構通過滑塊與擺動桿相連，擺動桿的一端設有導槽，擺動桿在1/3-1/2之間的任一位置通過固定軸安裝于航行器主體上，擺動桿能繞固定軸相對轉動，伸縮機構前后伸縮過程中滑塊在導槽內滑動，推動擺動桿繞固定軸前后擺動，擺動桿的末端開有矩形凹槽，T型軸安裝在矩形凹槽處，通過軟軸傳動實現轉動，軟軸一端連接T型軸，軟軸另一端連接安裝于航行器內的控制及驅動系統，轉盤底座安裝于T型軸末端，轉盤上安裝槳葉，轉盤底座內部的驅動系統驅動轉盤轉動。

所述轉盤及T型軸能實現先后轉動，或者同時轉動，轉動角度范圍為0～90°。

所述擺動桿擺動角度范圍為0～90°。

所述槳葉為剛性平板槳或翼型槳。

所述擺動桿為剛性件。

所述伸縮機構為液壓伸縮機構或電動伸縮機構。

本發明的有益效果：

本發明可實現水下航行器前進、后退、轉彎、懸停運動，結構簡單，運動靈活，噪音小，回程行程能量損失少，轉彎半徑小，控制簡單，易于實現。

附圖說明

圖1為本發明的仰視圖，是在直線前行推進行程的工作示意圖，圖中所標速度方向為航行器前進方向，而非水的流向。

圖2為本發明在直線前行回程行程的工作示意圖。

圖3為本發明在向左轉彎時的工作示意圖。

圖4為本發明的擺動桿末端T型軸及轉盤裝置主視圖。

圖5為本發明的擺動桿末端T型軸及轉盤裝置俯視圖。

圖中：1-航行器主體；2-槳葉；3-槳軸；4-轉盤；5-底座；6-T型軸；7-軟軸；8-擺動桿；9-固定軸；10-滑塊；11-伸縮機構；12-導槽。

具體實施方式

參閱圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本發明包括航行器主體1、航行器內的控制及驅動系統和仿生推進裝置，兩個仿生推進裝置為一組，每組仿生推進裝置以航行器主體中軸線為對稱軸左右對稱布置，推進裝置安裝位置、安裝組數及擺動角度可根據所安裝的水下航行器的尺寸和形狀進行調整。在本實施例中，以一組仿生推進裝置為例進行說明，仿生推進裝置通過固定軸9安裝于航行器主體1底部，仿生推進裝置包括槳葉2、槳軸3、轉盤4、轉盤底座5、T型軸6、軟軸7、擺動桿8、滑塊10、伸縮機構11和導槽12；