[實用新型]一種雙關節機械魚尾部推進機構

有效

• 申請號: 201920797619.8
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN209938904U
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 于瀟雁;游輝輝;游昌堂;謝學鑫;張輝銘
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃詩錦;蔡學俊

本實用新型涉及一種雙關節機械魚尾部推進機構，包括固定支架、尾部擺動框架以及尾鰭，尾部擺動框架的上側設有與固定支架鉸接的前連桿A，前連桿A前端與尾部擺動框架的前端鉸接，尾部擺動框架前端下部固聯有前連桿B，前連桿B與固定支架的下端鉸接；尾鰭的前端固聯有后連桿，后連桿與尾部擺動框架后端鉸接，尾部擺動框架的內部設有前隨動框和后隨動框，前隨動框上端與前連桿A后端鉸接，前隨動框內部設有前偏心輪，后隨動框上端與后連桿前端鉸接，后隨動框的內部設有后偏心輪，前偏心輪與后偏心輪經直流推進電機驅動旋轉。本實用新型不僅具有雙關節能較好對生物的尾部進行仿真，而且可獲得更高的推進速度，適合于長時間使用的場合。

技術領域：

本實用新型涉及一種雙關節機械魚尾部推進機構。

背景技術：

魚類以其快速、高效的機動性能贏得了人類的稱贊, 20世紀90年代以前對于魚類仿生學的研究主要集中于理論方面，90年代各國紛紛運用魚類推進機理研發新的水下航行器。1994年MIT的M.Triantafyllou研究組成功研制了世界上第一條真正意義上的仿生機器魚。此后,仿生機器魚的研究逐漸成為機器人領域的研究熱點。國外有代表性的成果還有美國東北大學海洋科學中心利用形狀記憶合金(SMA)和連桿機構開發了波動推進的機器鰻魚。日本名古屋大學ToshioFukuda教授在微型仿魚水下推進器方面開展研究,先后研制出形狀記憶合金驅動微型身體波動式水下推進器和壓電陶瓷(PZT〉驅動的雙鰭魚型微機器人。日本運輸省船舶技術研究所（NMRI)自1999年來開展了一系列機器魚研究項目,并開發了一種新型發動機半自由活塞型斯特靈發動機作為機器魚的動力源。在中國,哈爾濱工程大學開展了仿生機器章魚的研究工作。北京航空航天大學機器人研究所設計研制了機器鰻魚、機器海豚以及SPC仿生機器魚。

目前研究機器魚的組織機構很多,機器魚推進實現方法也很多,主要有舵機推進和直流電機驅動兩種。使用舵機作為動力驅動電機的機器魚,由于舵機轉動力矩小、易損壞、響應速度慢等缺點,不適合于長時間使用的場合。因此，有必要設計一種新的機械魚尾部推進機構替代現有的舵機驅動方式。

實用新型內容：

本實用新型針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙關節機械魚尾部推進機構。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種雙關節機械魚尾部推進機構，包括從前往后依次設置的固定支架、尾部擺動框架以及尾鰭，所述尾部擺動框架的上側設有與固定支架水平鉸接的前連桿A，所述前連桿A的前端與尾部擺動框架的前端水平鉸接，尾部擺動框架的前端下部固聯有前連桿B，所述前連桿B與固定支架的下端水平鉸接；所述尾鰭的前端固聯有后連桿，所述后連桿與尾部擺動框架的后端水平鉸接，所述尾部擺動框架的內部從前往后依次設有前隨動框和后隨動框，所述前隨動框的上端與前連桿A的后端水平鉸接，前隨動框的內部設有用以驅動前隨動框做左右平移運動的前偏心輪，所述后隨動框的上端與后連桿的前端水平鉸接，后隨動框的內部設有用以驅動后隨動框做左右平移運動的后偏心輪，所述前偏心輪與后偏心輪經固聯在尾部擺動框架前端的直流推進電機驅動旋轉。

進一步的，所述前隨動框包括位于尾部擺動框架內部的矩形狀前移動框體，所述前移動框體的頂部豎設有貫穿尾部擺動框架頂部的前導桿，所述前導桿的頂部豎設有用以與前連桿A的后端水平鉸接的鉸接軸A；所述后隨動框包括位于尾部擺動框架內部的矩形狀后移動框體，所述后移動框體的頂部豎設有貫穿尾部擺動框架頂部的后導桿，所述后導桿的頂部豎設有用以與后連桿的前端水平鉸接的鉸接軸B。

進一步的，所述前偏心輪位于前移動框體的內部，前偏心輪與前移動框體的左右側壁相切；所述后偏心輪位于后移動框體的內部，后偏心輪與后移動框體的左右側壁相切。

進一步的，所述前偏心輪與后偏心輪的相位角存在90°的相位差。

進一步的，所述尾部擺動框架的頂面前端和底面前端分別設有用以與前移動框體滑動配合的前縱向滑槽，尾部擺動框架的頂面后端和底面后端分別設有用以與后移動框體滑動配合的后縱向滑槽。