[實用新型]一種仿生魚尾電液推進(jìn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822034238.2
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN209258359U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙靜一;王留根;任文斌;杜沖沖;李文雷
• 申請（專利權(quán)）人: 秦皇島燕大一華機電工程技術(shù)研究院有限公司;燕山大學(xué)
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H21/165
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 韓燕

本實用新型公開了一種仿生魚尾電液推進(jìn)裝置，包括電機機架、無軸電機、液壓系統(tǒng)、仿生魚尾鰭，無軸電機與液壓系統(tǒng)中的液壓泵連接，通過液壓傳動把動力傳送到液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)，液壓系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)為擺動液壓馬達(dá)，擺動液壓馬達(dá)通過剛性連接帶動仿生魚尾鰭的前半連接部往復(fù)擺動，從而帶動仿生魚尾鰭后半仿形部分的往復(fù)擺動。本實用新型提供的仿生魚尾電液推進(jìn)裝置，設(shè)計合理，通過液壓系統(tǒng)提供動力，液壓系統(tǒng)功率密度較高、體積小、穩(wěn)定性高、輸出功率大而且便于控制，并且關(guān)鍵部件采用密度較小的復(fù)合材料，降低了系統(tǒng)的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機械液壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿生魚尾電液推進(jìn)裝置。

背景技術(shù)

相比目前應(yīng)用較多的螺旋槳式的水下推進(jìn)器而言，魚類經(jīng)過長時間的進(jìn)化形成的其特有的推動形式具有更好的機動性和對水下復(fù)雜情況適應(yīng)性，而且推進(jìn)效率更高。根據(jù)魚類的推進(jìn)模式不同，大致可以分為身體/尾鰭(body and/or caudal fin，BCF)推進(jìn)模式和中央鰭/對鰭(median and/or paired fin，MPF)推進(jìn)模式，其中BCF推進(jìn)模式因其在機械結(jié)構(gòu)上更容易實現(xiàn)和推進(jìn)效率更高而在仿生魚中應(yīng)用更多。

仿生魚的BCF推進(jìn)模式主要是靠尾鰭的往復(fù)擺動來控制魚體在水中前進(jìn)，在以前的研究中完成尾鰭的往復(fù)運動一般使用電機帶動曲柄機構(gòu)產(chǎn)生往復(fù)擺動。該種驅(qū)動形式的仿生魚雖然比較容易實現(xiàn)尾鰭的往復(fù)運動，但是也存在噪聲大、振幅固定和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點。近年來，不少研究機構(gòu)為克服電機驅(qū)動仿生魚的上述缺點提出了智能材料驅(qū)動器。例如：形狀記憶合金、壓電體以及人工肌肉等。其中壓電材料是通過控制材料的電壓使壓電材料進(jìn)行膨脹和收縮從而控制魚尾擺動，但是這種驅(qū)動形式驅(qū)動功率較低且不易精確控制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的在于解決現(xiàn)有仿生魚的不能調(diào)節(jié)尾鰭的振幅以及功率小的問題，提供一種基于液壓動力的仿生魚尾電液推進(jìn)裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實行的方案為：一種仿生魚尾電液推進(jìn)裝置，包括無軸電機機架、無軸電機、液壓系統(tǒng)、擺動液壓馬達(dá)、擺動液壓馬達(dá)機架和仿生魚尾鰭，所述液壓系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)集成塊、液壓泵、安全閥、單向閥、液壓油箱和2D數(shù)字伺服閥；所述無軸電機機架為L型，由電機固定端和液壓泵固定端組成；所述擺動液壓馬達(dá)機架也為L型，由擺動液壓馬達(dá)固定端和閥塊固定端組成；所述仿生魚尾鰭包括前半連接部和后半仿形部，仿生魚尾鰭的后半仿形部為魚尾鰭形，固定連接于前半連接部；無軸電機機架和擺動液壓馬達(dá)機架固定在液壓系統(tǒng)上，所述無軸電機固定在無軸電機機架上，擺動液壓馬達(dá)固定在擺動液壓馬達(dá)機架上，仿生魚尾鰭與擺動液壓馬達(dá)相連接；液壓泵的輸入軸與無軸電機連接，液壓泵的吸油口通過液壓系統(tǒng)集成塊中的第一內(nèi)部流道與液壓油箱連接，液壓泵的出油口通過液壓系統(tǒng)集成塊的第二內(nèi)部流道分別與安全閥和單向閥的進(jìn)油口連接，安全閥的出油口與液壓油箱通過液壓系統(tǒng)集成塊的第三內(nèi)部流道連接，單向閥的出油口通過液壓系統(tǒng)集成塊的第四內(nèi)部流道與2D數(shù)字伺服閥P口連接，所述2D數(shù)字伺服閥A口和B口分別與擺動液壓馬達(dá)的進(jìn)口和出口連接，2D數(shù)字伺服閥的T口通過液壓系統(tǒng)集成塊的第五內(nèi)部流道與液壓油箱連接；無軸電機將無軸電機的輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為液壓系統(tǒng)中油液的壓力能，油液的壓力能經(jīng)液壓系統(tǒng)傳遞給擺動液壓馬達(dá)，使其往復(fù)擺動，擺動液壓馬達(dá)的往復(fù)運動帶動仿生魚尾鰭的往復(fù)擺動。

優(yōu)選的，仿生魚尾鰭包括后半仿形部和前半連接部，所述放生魚尾鰭的后半仿形部為魚尾鰭形，固定連接于前半連接部，所述仿生魚尾鰭前半連接部與擺動液壓馬達(dá)輸出軸剛性連接。

優(yōu)選的，無軸電機機架和擺動液壓馬達(dá)機架固定在液壓系統(tǒng)上具體為：所述無軸電機機架由電機固定端和液壓泵固定端組成，所述無軸電機固定在無軸電機機架的電機固定端，液壓泵固定端固定在液壓系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)集成塊上；所述擺動液壓馬達(dá)機架由擺動液壓馬達(dá)固定端和閥塊固定端組成，所述擺動液壓馬達(dá)與擺動液壓馬達(dá)固定端連接，擺動液壓馬達(dá)閥塊固定端固定在液壓系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)集成塊上。