[實用新型]一種仿箱鲀科機器魚胸鰭的改進型推進機構

有效

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• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN207157471U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 葛立明;梁銘;李宗剛;陳引娟;石慧榮;何吉;劉雪劍
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙)11265
• 代理人: 倪鉅芳

技術領域

本實用新型涉及仿生機器魚技術領域，具體是一種仿箱鲀科機器魚胸鰭的改進型推進機構。

背景技術

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

目前，水下機器人技術、水下航行器技術等都成為國家管理水資源的重要工具，此類航行器形態(tài)笨重且不便攜帶，智能化程度較低。鑒于水下環(huán)境的復雜性及我國水域面積遼闊、管理難度較大、人力物力成本較高,故此一類節(jié)能、環(huán)保、低成本、高效率的新一代航行器-----水下仿生機器魚應運而生。魚類作為自然界進化的產物，在水中具有極為出色的游動能力，對其游動機理的研究有助于將機器魚應用到國家管理公共服務中去，加強國家對海洋的治理能力，提高環(huán)保部門及飲用水等部門對內陸河及飲用水安全的監(jiān)測能力。而胸鰭推進機構是提高機器魚機動性能是的關鍵技術之一。目前，推進機構多以單自由度胸鰭為仿生對象，極大的制約了仿生機器魚的技術發(fā)展，無法滿足水下科研的技術要求。

現(xiàn)有技術中已公開的一種新型機器魚胸鰭推進機構、CN 203005728U，其中兩胸鰭沿機器魚中軸線兩側對稱布置，所述兩機構之間裝配夾角為90度，所述機構均包括主動力電機、舵機托架、主傳動軸、套筒、滑動桿、半球副、擺動架、轉動舵機等部件組成了主動力傳輸機構、旋轉機構、動力轉換機構，所述主動力電機將力矩傳遞給齒輪對，形成主動力傳輸機構；所述齒輪通過主傳動軸、主傳動軸支架傳遞給舵機托架，所述舵機安裝在舵機托架上，所述舵機為第二動力電機組成旋轉機構；所述旋轉舵機、套筒、滑動桿、半球副等組成動力轉換機構，將垂直面旋轉運動轉換成水平面的旋轉運動。經過我們對該機構試制后發(fā)現(xiàn)其存在一些缺點：所述主傳動軸設計缺乏現(xiàn)實可操作性，制造難度大、傳動效果差、密封困難；所述主動電機(采用了舵機)與齒輪連接困難，直接影響齒輪傳動的效率及整個機構的靈活性；所述擺動架尺寸過大影響到機器魚的整體尺寸，通過我們對機構分析及相關實驗發(fā)現(xiàn)該機械胸鰭的運動遠達不到我們所需要的效果；所述第二軸承座設計成分離式直接影響到胸鰭與魚殼連接處的密封，該缺陷使得機器魚無法完成諸如，下潛、上浮、水下轉彎、水下翻滾等運動模態(tài)；所述滑動桿設計成多段式，制造難度加大、傳動效果不理想，很難和球副形成 操作性高的動力轉換機構；另外，所述第二軸承座與魚殼連接處密封效果不理想，無法進行機器魚水下運動的相關實驗。

實用新型內容

本實用新型解決現(xiàn)有技術的不足提供一種游動性能好、外形體積大、機動性能優(yōu)的仿箱鲀科機器魚胸鰭的改進型推進機構。

本實用新型的解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種仿箱鲀科機器魚胸鰭的改進型推進機構，包括剛性胸鰭片、胸鰭驅動機構、底板和魚殼殼體，胸鰭驅動機構設在底板上，胸鰭驅動機構驅動剛性胸鰭片；所述胸鰭驅動機構包括包括主動力電機、齒輪組、轉動舵機、擺動架和柔性蒙皮；所述齒輪組分為主動齒輪和從動齒輪，主動齒輪和從動齒輪固定在齒輪固定板，主動力電機的傳動軸與擺動架連接，擺動架與軸承組連接，軸承組分為關節(jié)軸承、第一軸承、第二軸承和第三軸承。

所述第一軸承設在從動動軸上，從動動軸與舵機托架和轉動舵機連接，轉動舵機通過舵機固定板與擺動架連接，擺動架與連接套筒連接，連接套筒與滑動桿一端連接，滑動桿另一端連接剛性胸鰭片。

所述滑動桿上設有第二軸承座和第三軸承座，第二軸承座上連接第二軸承，第二軸承內側設有關節(jié)軸承套筒，關節(jié)軸承套筒上設置關節(jié)軸承；第三軸承座上設有第三軸承。

所述第三軸承座兩側設有第三軸承端蓋Ⅰ和第三軸承端蓋Ⅱ；第二軸承座上第二軸承端蓋。

所述魚殼殼體與胸鰭固定板連接，魚殼殼體與滑動桿之間設有柔性蒙皮。

所述連接套筒通過導向釘與滑動桿一端連接，連接套筒通過轉動銷釘與擺動架連接。

所述從動動軸通過傳動軸支架與底板連接。

所述柔性蒙皮為仿魚皮橡膠。

本實用新型的有益效果為：