[實(shí)用新型]一種仿箱鲀科機(jī)器魚(yú)胸鰭的改進(jìn)型推進(jìn)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720689180.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207157471U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛立明;梁銘;李宗剛;陳引娟;石慧榮;何吉;劉雪劍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B63H1/36
• 分類(lèi)號(hào): B63H1/36
• 代理公司: 北京挺立專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)11265
• 代理人: 倪鉅芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及仿生機(jī)器魚(yú)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種仿箱鲀科機(jī)器魚(yú)胸鰭的改進(jìn)型推進(jìn)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

一直以來(lái)深海及內(nèi)陸河流是人們探索的目標(biāo)，隨著海洋權(quán)益在國(guó)家戰(zhàn)略中的重要性的日益凸顯、人民生活對(duì)水資源的安全性要求日益提升。開(kāi)發(fā)海洋資源、保護(hù)海洋環(huán)境、提升內(nèi)陸河治理能力也是國(guó)家管水資源的三大重要原則。

目前，水下機(jī)器人技術(shù)、水下航行器技術(shù)等都成為國(guó)家管理水資源的重要工具，此類(lèi)航行器形態(tài)笨重且不便攜帶，智能化程度較低。鑒于水下環(huán)境的復(fù)雜性及我國(guó)水域面積遼闊、管理難度較大、人力物力成本較高,故此一類(lèi)節(jié)能、環(huán)保、低成本、高效率的新一代航行器-----水下仿生機(jī)器魚(yú)應(yīng)運(yùn)而生。魚(yú)類(lèi)作為自然界進(jìn)化的產(chǎn)物，在水中具有極為出色的游動(dòng)能力，對(duì)其游動(dòng)機(jī)理的研究有助于將機(jī)器魚(yú)應(yīng)用到國(guó)家管理公共服務(wù)中去，加強(qiáng)國(guó)家對(duì)海洋的治理能力，提高環(huán)保部門(mén)及飲用水等部門(mén)對(duì)內(nèi)陸河及飲用水安全的監(jiān)測(cè)能力。而胸鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)是提高機(jī)器魚(yú)機(jī)動(dòng)性能是的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，推進(jìn)機(jī)構(gòu)多以單自由度胸鰭為仿生對(duì)象，極大的制約了仿生機(jī)器魚(yú)的技術(shù)發(fā)展，無(wú)法滿(mǎn)足水下科研的技術(shù)要求。

現(xiàn)有技術(shù)中已公開(kāi)的一種新型機(jī)器魚(yú)胸鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)、CN 203005728U，其中兩胸鰭沿機(jī)器魚(yú)中軸線(xiàn)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置，所述兩機(jī)構(gòu)之間裝配夾角為90度，所述機(jī)構(gòu)均包括主動(dòng)力電機(jī)、舵機(jī)托架、主傳動(dòng)軸、套筒、滑動(dòng)桿、半球副、擺動(dòng)架、轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)等部件組成了主動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述主動(dòng)力電機(jī)將力矩傳遞給齒輪對(duì)，形成主動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)；所述齒輪通過(guò)主傳動(dòng)軸、主傳動(dòng)軸支架傳遞給舵機(jī)托架，所述舵機(jī)安裝在舵機(jī)托架上，所述舵機(jī)為第二動(dòng)力電機(jī)組成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、套筒、滑動(dòng)桿、半球副等組成動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，將垂直面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成水平面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)我們對(duì)該機(jī)構(gòu)試制后發(fā)現(xiàn)其存在一些缺點(diǎn)：所述主傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)缺乏現(xiàn)實(shí)可操作性，制造難度大、傳動(dòng)效果差、密封困難；所述主動(dòng)電機(jī)(采用了舵機(jī))與齒輪連接困難，直接影響齒輪傳動(dòng)的效率及整個(gè)機(jī)構(gòu)的靈活性；所述擺動(dòng)架尺寸過(guò)大影響到機(jī)器魚(yú)的整體尺寸，通過(guò)我們對(duì)機(jī)構(gòu)分析及相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該機(jī)械胸鰭的運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)達(dá)不到我們所需要的效果；所述第二軸承座設(shè)計(jì)成分離式直接影響到胸鰭與魚(yú)殼連接處的密封，該缺陷使得機(jī)器魚(yú)無(wú)法完成諸如，下潛、上浮、水下轉(zhuǎn)彎、水下翻滾等運(yùn)動(dòng)模態(tài)；所述滑動(dòng)桿設(shè)計(jì)成多段式，制造難度加大、傳動(dòng)效果不理想，很難和球副形成 操作性高的動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；另外，所述第二軸承座與魚(yú)殼連接處密封效果不理想，無(wú)法進(jìn)行機(jī)器魚(yú)水下運(yùn)動(dòng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種游動(dòng)性能好、外形體積大、機(jī)動(dòng)性能優(yōu)的仿箱鲀科機(jī)器魚(yú)胸鰭的改進(jìn)型推進(jìn)機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型的解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種仿箱鲀科機(jī)器魚(yú)胸鰭的改進(jìn)型推進(jìn)機(jī)構(gòu)，包括剛性胸鰭片、胸鰭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、底板和魚(yú)殼殼體，胸鰭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)在底板上，胸鰭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)剛性胸鰭片；所述胸鰭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括包括主動(dòng)力電機(jī)、齒輪組、轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)、擺動(dòng)架和柔性蒙皮；所述齒輪組分為主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪固定在齒輪固定板，主動(dòng)力電機(jī)的傳動(dòng)軸與擺動(dòng)架連接，擺動(dòng)架與軸承組連接，軸承組分為關(guān)節(jié)軸承、第一軸承、第二軸承和第三軸承。

所述第一軸承設(shè)在從動(dòng)動(dòng)軸上，從動(dòng)動(dòng)軸與舵機(jī)托架和轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)通過(guò)舵機(jī)固定板與擺動(dòng)架連接，擺動(dòng)架與連接套筒連接，連接套筒與滑動(dòng)桿一端連接，滑動(dòng)桿另一端連接剛性胸鰭片。

所述滑動(dòng)桿上設(shè)有第二軸承座和第三軸承座，第二軸承座上連接第二軸承，第二軸承內(nèi)側(cè)設(shè)有關(guān)節(jié)軸承套筒，關(guān)節(jié)軸承套筒上設(shè)置關(guān)節(jié)軸承；第三軸承座上設(shè)有第三軸承。

所述第三軸承座兩側(cè)設(shè)有第三軸承端蓋Ⅰ和第三軸承端蓋Ⅱ；第二軸承座上第二軸承端蓋。

所述魚(yú)殼殼體與胸鰭固定板連接，魚(yú)殼殼體與滑動(dòng)桿之間設(shè)有柔性蒙皮。

所述連接套筒通過(guò)導(dǎo)向釘與滑動(dòng)桿一端連接，連接套筒通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)釘與擺動(dòng)架連接。

所述從動(dòng)動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)軸支架與底板連接。

所述柔性蒙皮為仿魚(yú)皮橡膠。

本實(shí)用新型的有益效果為：