[發明專利]一種用于仿生魚鰭的PIV水池實驗的直線運動控制裝置

在審

• 申請號: 201810985241.4
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109015601A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 馮億坤;宿原原;劉煥興;王兆立
• 申請（專利權）人: 馮億坤
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于仿生魚鰭的PIV水池實驗的直線運動控制裝置，包括直線運動控制系統、滑動系統、軌道系統、框架結構和拉伸加強結構，通過步進電機驅動滾珠絲杠的轉動實現絲杠螺母連帶滑動系統在軌道系統上的滑動，從而實現與滑動系統安裝在一起的魚鰭運動控制箱體的直線運動。本發明具有精度高、結構可靠、易于控制等優點，能夠有效的用于仿生魚鰭的PIV是水池實驗中，解決了目前針對仿生魚鰭實驗的開展多面臨的困難，具有廣闊的科研應用價值。

技術領域

本發明涉及一種用于仿生魚鰭的PIV水池實驗的直線運動控制裝置，特別是涉及一種利用步進電機和滾柱絲杠實現魚鰭運動控制箱體在水中進行直線運動的裝置，進而實現仿生魚鰭模擬自然界真實魚類直線游動時魚體上的鰭的運動。

背景技術

魚類經過長時間的自然選擇和進化，演變出了出色的水中游動性能，魚類的這種優越的游動性能是借助魚體上的各種鰭完成的，例如尾鰭、胸鰭、背鰭和腹鰭等，魚類通過擺動身體上的各種鰭實現自身的定速定向和快速機動等各種運動。

當今世界各國越發重視海洋的開發，許多國家都提出各自的海洋戰略，一個沿海國家的海上力量將直接決定著這一國家未來的生存能力。

水下航行器作為一種人類探索和開發海洋的工具，得到了快速的發展，然而常規水下航行器依靠驅動螺旋槳為自身提供動力，造成水下航行器航行速度較低，機動性能差。

以魚類為靈感的仿生水下航行器應用而生，設計和制造仿生水下航行器最關鍵的一點在于詳細深入的了解魚類優越的游動背后的機理，即魚類在游動過程中身體上的各種鰭周圍的流場特征，借助PIV流場測量裝置對仿生魚鰭在模擬魚體上的鰭的運動下，仿生魚鰭周圍的流場進行測量，只有了解了內在的機理，才能夠設計出吸納了魚類游動有點的仿生水下航行器，否則只是在紙上談兵或者是盲目喧囂。

目前針對魚鰭的PIV流場測量實驗較少，尚未發現有配套于魚鰭PIV水池實驗的直線運動控制裝置。

發明內容

針對以上技術的不足，本發明提供一種結構可靠、精度高、操控性能優越的直線運動控制裝置。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種用于仿生魚鰭的PIV水池實驗的直線運動控制裝置，包括直線運動控制系統、滑動系統、軌道系統、框架結構和拉伸加強結構；其特征在于：直線運動控制系統包括有步進電機、滾珠絲杠、滾珠絲杠固定座、滾珠絲杠支承座、絲杠螺母座和絲杠螺母；滑動系統包括滑塊、滑塊支撐板、滑塊連接板和絲杠螺母座連接架；軌道系統包括有步進電機安裝板、滾珠絲杠固定座安裝架、滾珠絲杠支承座安裝架和滑軌；滾珠絲杠的一端的和步進電機的輸出軸連接在一起，另一端安裝著滾珠絲杠支承座；絲杠螺母座和絲杠螺母固定在一起，絲杠螺母與滾珠絲杠配合在一起；滑塊支撐板兩端各安裝有一個滑塊，滑塊支撐板兩端的滑塊與滑軌配合在一起；滑塊連接板兩端各安裝有一個滑塊支撐板，絲杠螺母座連接架安裝在滑塊連接板的中間部位；絲杠螺母座下表面和絲杠螺母座連接架上表面連接在一起。

直線運動控制系統還設有步進電機支架，步進電機支架將步進電機與軌道系統中的步進電機安裝板固定在一起。

軌道系統還設有觸碰開關，在滑軌的兩端各安裝有一個觸碰開關。

框架結構由金屬型材框架、夾緊橫梁和螺紋絲杠組成。

軌道系統還設有軌道固定件將滑軌和框架結構中的金屬型材框架固定在一起，軌道固定件為直角形，其底邊和垂邊分別設有安裝孔A和安裝孔B。

角鋁的兩端各安裝有一個斜角支架，角鋁和這兩個斜角支架組成拉伸加強結構；角鋁兩端的斜角支架又分別與滑軌和金屬型材框架連接在一起。

滑塊連接板下表面與魚鰭運動控制箱體連接在一起，魚鰭運動控制箱體實現魚鰭的運動。

本發明的主要特點和優勢如下。