[發明專利]一種仿鯨魚尾的擺動裝置

在審

• 申請號: 201910031462.2
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109720526A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 陳剛;遆肖聰;陳洪立;鄧坦;屠嘉駿
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新;王之懷

本發明屬于機器人技術領域。目的是提供一種仿鯨魚尾的擺動裝置，該裝置應具有結構簡單、推力大、阻力小的特點。技術方案是：一種仿鯨魚尾的擺動裝置，其特征在于：該裝置包括電機、尾鰭以及用于依次傳遞電機動力以驅動尾鰭擺動的錐齒輪組、曲柄搖桿機構與齒輪齒條機構；所述錐齒輪組包括與電機輸出軸固定的第一錐齒輪以及可轉動地定位在底座上并與第一錐齒輪嚙合的第二錐齒輪；所述齒輪齒條機構包括可轉動地定位在底座上的齒輪以及可滑動地定位在底座上并與齒輪嚙合的齒條；所述曲柄搖桿機構包括與第二錐齒輪同軸固定的曲柄以及兩端分別可轉動地鉸接在曲柄與齒條上的連桿。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，具體是涉及一種仿鯨魚的擺動裝置。

背景技術

傳統意義中的水下機器人大多采用螺旋槳作為主要推進方式，該推進方式在技術方面存在各種各樣的問題，這些問題因為資料的不足還需要做出很大的改進，其結構尺寸和重量因為技術不足的原因往往都比較大，該類采用螺旋槳推進方式的水下機器人存在能源消耗大、可靠性低、推進效率比較低、機動性差等各種缺陷，會產生噪音污染以及渦流，對機器人的工作產生較大的阻礙。

海洋生物在經過億萬年的進化之后，因為受到海洋的考驗，在海洋中的游動能力變得更加適應海洋生活。而今，模仿魚類的推進模式，借此研制出具有高效率以及高機動性的水下機器人，逐漸成為各個領域的研究人員和學者追求的主要目標之一。

作為海洋生物代表的鯨魚，擁有更高的速度，更好的機動性等各種優點，其尾巴通過上下擺動能提供更大的推進力，還能夠控制上浮和下潛。模仿生物鯨魚研究出的仿鯨魚機器人，相比于其他的水下機器人，其在水中的推進速度會得到很大的提升，且機動性會相對更好，使得機器人的工作效率更高。

如今的水下機器人領域中，各種各樣的水下機器人在實際應用中都取得了較好的成績。而模仿鯨魚的水下機器人將因為其優秀的能力，在未來的科學領域取得重要的地位。相信在未來的一段時間內，鯨魚機器人都將處于水下機器人領域中的領頭位置。而機器鯨魚主要依靠尾部的推力前進，因此在機器鯨魚的研究中，推進機構的設計與研究是不可缺少的重要一環。推進機構的性能好壞直接關系到機器鯨魚的推進速度、推進效率等方面。所以鯨魚機器人推進機構的設計在鯨魚機器人的設計中是必不可少的一部分。

發明內容

本發明的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種仿鯨魚尾的擺動裝置，該裝置應具有結構簡單、推力大、阻力小的特點。

本發明的技術方案是：

一種仿鯨魚尾的擺動裝置，其特征在于：該裝置包括電機、尾鰭以及用于依次傳遞電機動力以驅動尾鰭擺動的錐齒輪組、曲柄搖桿機構與齒輪齒條機構；

所述錐齒輪組包括與電機輸出軸固定的第一錐齒輪以及可轉動地定位在底座上并與第一錐齒輪嚙合的第二錐齒輪；所述齒輪齒條機構包括可轉動地定位在底座上的齒輪以及可滑動地定位在底座上并與齒輪嚙合的齒條；所述曲柄搖桿機構包括與第二錐齒輪同軸固定的曲柄以及兩端分別可轉動地鉸接在曲柄與齒條上的連桿；所述電機轉軸的轉動軸線、曲柄的轉動軸線與齒輪的轉動軸線互相垂直，電機轉軸的轉動軸線與齒條的移動軸線互相平行。

所述第二錐齒輪與曲柄同時固定在連接軸上，連接軸通過第一支架可轉動地定位在底座上。

所述齒輪通過第二支架可轉動地定位在底座上；所述第二支架上設有供齒條滑動的滑槽。

所述尾鰭通過尾骨桿與齒輪固定。

所述尾鰭的形狀為仿鯨魚尾并且為橡膠材料制成。

所述電機固定在底座上。

本發明的有益效果是：

1)本發明采用了錐齒輪組來傳遞電機動力，具有使用壽命長、低扭力較大、耐腐蝕性強、傳動噪音小的特點，能解決水阻力過大的問題，配合底座的固定能夠減震并能有效減少整體重量，提高了游動效率；