[發(fā)明專利]仿蝠鲼胸鰭機(jī)構(gòu)及仿蝠鲼機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110405472.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN113044194B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃豪彩;盛超武;吳建楠;孫祺軒;周春琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)展中心
• 主分類號(hào): B63H1/36
• 分類號(hào): B63H1/36;B63C11/52
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37227
• 代理人: 潘晉祥

1.仿蝠鲼胸鰭機(jī)構(gòu)，包括：

胸鰭骨架，所述胸鰭骨架包括自胸鰭根部至尖部沿翼展方向均布的多個(gè)支撐骨架；

前緣繩，所述前緣繩依次連接各所述支撐骨架的前緣；

后緣繩，所述后緣繩依次連接各所述支撐骨架的后緣；

柔性鰭皮，所述柔性鰭皮包覆于所述胸鰭骨架外，并與各所述支撐骨架、所述前緣繩和所述后緣繩均固定連接；

其特征在于，

所述胸鰭骨架中，位于根部的所述支撐骨架為根部支撐骨架，其他所述支撐骨架中，自與所述根部支撐骨架相鄰的所述支撐骨架至胸鰭尖部的所述支撐骨架依次為逐級(jí)設(shè)置的擺動(dòng)支撐骨架，每級(jí)所述擺動(dòng)支撐骨架均對(duì)應(yīng)安裝有一差速驅(qū)動(dòng)單元；

每級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元均包括連接件，以及固定連接于所述連接件的驅(qū)動(dòng)組件；其中，第一級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元的連接件固定連接于所述根部支撐骨架，其他各級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元的連接件均固定連接于其上一級(jí)所述擺動(dòng)支撐骨架；每級(jí)差速驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)其同級(jí)的所述擺動(dòng)支撐骨架以該擺動(dòng)支撐骨架撐起的胸鰭截面上的一直線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并以所述胸鰭截面的一垂線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述差速驅(qū)動(dòng)單元中，所述驅(qū)動(dòng)組件包括：

行星架，所述行星架為一呈方形的框架；

四個(gè)錐齒輪，四個(gè)所述錐齒輪輪齒的模數(shù)和齒數(shù)均相同，四個(gè)所述錐齒輪位于所述行星架內(nèi)并分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述行星架的四面?zhèn)缺冢噜彽膬蓚€(gè)所述錐齒輪相互嚙合；四個(gè)所述錐齒輪中，兩個(gè)相對(duì)的所述錐齒輪為傳動(dòng)錐齒輪，當(dāng)胸鰭處于展平狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)所述傳動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)軸中心線與該級(jí)差速驅(qū)動(dòng)單元同級(jí)的所述擺動(dòng)支撐骨架的前緣與后緣連線共線設(shè)置，且兩個(gè)所述傳動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述行星架側(cè)壁伸至所述行星架外；剩余兩個(gè)所述錐齒輪中，當(dāng)胸鰭處于展平狀態(tài)時(shí)，靠近胸鰭尖部一側(cè)的所述錐齒輪為輸出錐齒輪，靠近胸鰭根部一側(cè)的所述錐齒輪為閑置錐齒輪，所述輸出錐齒輪的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述行星架側(cè)壁伸至所述行星架外并與該級(jí)差速驅(qū)動(dòng)單元同級(jí)的所述擺動(dòng)支撐骨架固定連接，且所述輸出錐齒輪的轉(zhuǎn)軸中心線垂直于該擺動(dòng)支撐骨架撐起的胸鰭截面；

電機(jī)基座，當(dāng)胸鰭處于展平狀態(tài)時(shí)，所述電機(jī)基座包圍于所述行星架的三面?zhèn)缺谕猓ㄏ鄬?duì)設(shè)置的兩個(gè)電機(jī)安裝部以及連接于兩個(gè)所述電機(jī)安裝部之間的連接部，其中，兩個(gè)所述電機(jī)安裝部分別與兩個(gè)所述傳動(dòng)錐齒輪相對(duì)，所述連接部位于背離所述輸出錐齒輪的一側(cè)，所述連接部用于固定連接所述連接件；

兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別固定安裝于所述電機(jī)基座的兩個(gè)所述電機(jī)安裝部，并與兩個(gè)所述傳動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)軸分別連接，以分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述傳動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述差速驅(qū)動(dòng)單元中，所述連接件為沿翼展方向延伸的連接桿，所述連接桿的一端固定連接于所述電機(jī)基座的連接部，另一端用于固定連接所述根部支撐骨架或其上一級(jí)所述擺動(dòng)支撐骨架；

所述根部支撐骨架包括：

第一支撐框架，所述第一支撐框架呈NASA飛機(jī)翼型形狀；

第一橫梁，所述第一橫梁的兩端分別連接于所述第一支撐框架的前緣和后緣，所述第一橫梁連接第一級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元的連接件；

所述擺動(dòng)支撐骨架均包括：

第二支撐框架，所述第二支撐框架呈NASA飛機(jī)翼型形狀；

第二橫梁，所述第二橫梁的兩端分別連接于所述第二支撐框架的前緣和后緣，所述第二橫梁連接其同級(jí)的所述差速驅(qū)動(dòng)單元的輸出錐齒輪的轉(zhuǎn)軸，并連接其下一級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元的連接件,所述第二橫梁對(duì)應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)組件的部分呈彎折狀以繞開所述驅(qū)動(dòng)組件；

所述擺動(dòng)支撐骨架與所述輸出錐齒輪轉(zhuǎn)軸的連接點(diǎn)，和所述擺動(dòng)支撐骨架與其下一級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元的連接桿的連接點(diǎn)，位于所述擺動(dòng)支撐骨架的同一位置；且當(dāng)胸鰭處于展平狀態(tài)時(shí)，各級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元的連接桿位于同一直線上；

所述胸鰭骨架還包括位于胸鰭尖部的尖部支撐件，所述尖部支撐件為沿翼展方向延伸的尖部支撐桿，所述尖部支撐桿的一端固定連接于最后一級(jí)所述擺動(dòng)支撐骨架，另一端固定連接所述前緣繩和后緣繩；當(dāng)胸鰭處于展平狀態(tài)時(shí)，所述尖部支撐桿與各級(jí)所述差速驅(qū)動(dòng)單元的連接桿位于同一直線上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿蝠鲼胸鰭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與傳動(dòng)錐齒輪通過(guò)聯(lián)軸器相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿蝠鲼胸鰭機(jī)構(gòu)，其特征在于，以所述支撐骨架的前緣與后緣之間的距離為弦長(zhǎng)，所述支撐骨架的弦長(zhǎng)自胸鰭根部至尖部逐漸減小。

4.仿蝠鲼機(jī)器人，其特征在于，所述仿蝠鲼機(jī)器人包括權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的仿蝠鲼胸鰭機(jī)構(gòu)。