[發明專利]一種仿生波動鰭的制作方法

有效

• 申請號: 202010657077.1
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111891312B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 尚建忠;羅自榮;王何;殷謙;蔣濤;盧鐘岳;夏明海;宋震
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B63B71/00
• 分類號: B63B71/00;B63C11/52;B63H1/36
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 鄧宇

1.一種仿生波動鰭的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

(S1)根據波動鰭的預期波動形態，確定波動鰭的波動形態參數，該波動形態參數包括內弧到擺動中心的距離R₁、外弧到擺動中心的距離R₂、擺動角度θ、波長λ和波動水平總長度ΔX；

(S2)依據波動鰭的波動形態參數計算獲得波動鰭的內弧長L₁和外弧長L₂；

(S3)依據波動鰭的內弧長L₁和外弧長L₂，按照以下公式(1)計算得到波動鰭所對應平面扇形的內徑R、寬度d和扇形角度β，

式中，R為波動鰭所對應平面扇形的內徑，d為波動鰭所對應平面扇形的寬度，β為波動鰭所對應平面扇形的扇形角度，L₁為波動鰭的內弧長，L₂為波動鰭的外弧長；

(S4)依據波動鰭所對應平面扇形的內徑R、寬度d和扇形角度β，在橡膠板上裁剪獲得與平面扇形相應形狀的扇形波動鰭；

所述步驟(S2)中，波動鰭的內弧長L₁和外弧長L₂的計算方法具體是，先建立空間坐標系，將波動鰭置于該空間坐標系中，使波動鰭的一端與Z軸重合，波動鰭各擺動單元的擺動中心與X軸重合，波動鰭各擺動單元的擺動對稱軸與Z軸平行，得到內弧長L₁和外弧長L₂的空間曲線方程(2)如下：

式中，x為空間坐標系中x軸向上的坐標，y為空間坐標系中y軸向上的坐標，z為空間坐標系中z軸向上的坐標，R為波動鰭內弧或外弧到波動鰭擺動中心的距離，θ為波動鰭的擺動角度，λ為波動鰭的波長，ΔX為波動鰭的波動水平總長度，t為0到ΔX范圍內的參變量；

再利用曲線積分計算法或離散算法計算得到內弧長L₁和外弧長L₂的總弧長。

2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述波動鰭的預期波動形態為由多個呈不同相位的擺動單元驅動的波動錐形態，在擺動單元繞著擺動中心帶動波動鰭波動中，波動鰭呈現內弧小、外弧大的狀態，且內弧或外弧上的各位置到擺動中心的距離不變。