[發(fā)明專利]撲翼發(fā)電驅(qū)動(dòng)一體的海洋機(jī)器人及工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110449557.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN113060262A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳衛(wèi)星;李紹勛;張衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B63G8/00
• 分類號(hào): B63G8/00;B63G8/08;B63H1/36;B63G8/18;F03B13/20
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種撲翼發(fā)電驅(qū)動(dòng)一體的海洋機(jī)器人及工作方法，包括：機(jī)身、可折展撲翼、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)和尾鰭；機(jī)身兩側(cè)安裝可折展撲翼，機(jī)身末端安裝尾鰭，機(jī)身內(nèi)部安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電機(jī)，可折展撲翼和尾鰭通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接電機(jī)；當(dāng)機(jī)器人處于發(fā)電模式，可折展撲翼通過(guò)波浪激勵(lì)力作用實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)發(fā)電；當(dāng)機(jī)器人處于運(yùn)動(dòng)模式，電機(jī)輸出電壓信號(hào)并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)可折展撲翼和尾鰭擺動(dòng)，機(jī)器人通過(guò)可折展撲翼和尾鰭擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所提供的撲翼發(fā)電驅(qū)動(dòng)一體的海洋機(jī)器人，不僅可通過(guò)波浪能發(fā)電為航行器提供能源，而且可以主動(dòng)驅(qū)動(dòng)撲翼進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)和發(fā)電一體化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源和水下機(jī)器人領(lǐng)域，具體地，涉及撲翼發(fā)電驅(qū)動(dòng)一體的海洋機(jī)器人及工作方法。

背景技術(shù)

目前的水下機(jī)器人(ROV)由電纜供電，航行距離被嚴(yán)重限制，而自帶電池的水下無(wú)人航行器(AUV)則由于電池容量的限制，難以長(zhǎng)時(shí)間工作，容易出現(xiàn)續(xù)航能力不足的問(wèn)題。

專利文獻(xiàn)CN107323637A提供了一種水下機(jī)器人，包含機(jī)身、浮力機(jī)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu)；浮力機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)身上；浮力機(jī)構(gòu)包含配重塊與浮力塊，配重塊與浮力塊共同調(diào)節(jié)浮力機(jī)構(gòu)在水中的浮力；動(dòng)力機(jī)構(gòu)包含多個(gè)推進(jìn)器，多個(gè)推進(jìn)器能夠同時(shí)運(yùn)行或部分運(yùn)行。

專利文獻(xiàn)CN111634399A提供了一種水下機(jī)器人，包括：主體；設(shè)置于主體上的具有固定體積的第一氣體容器；設(shè)置于主體上的體積可變的第二氣體容器；連通第一氣體容器和第二氣體容器的通道；用于控制通道開閉的開關(guān)元件；當(dāng)開關(guān)元件處于關(guān)閉時(shí)，通道關(guān)閉，第一氣體容器和第二氣體容器不發(fā)生氣體流動(dòng)，第二氣體容器的體積恒定不變；當(dāng)開關(guān)元件處于開啟狀態(tài)時(shí)，通道打開，第一氣體容器的氣體流向第二氣體容器，以使得第二氣體容器的體積增大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種撲翼發(fā)電驅(qū)動(dòng)一體的海洋機(jī)器人及工作方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種撲翼發(fā)電驅(qū)動(dòng)一體的海洋機(jī)器人，包括：機(jī)身、可折展撲翼、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)和尾鰭；

所述機(jī)身兩側(cè)安裝所述可折展撲翼，所述機(jī)身末端安裝所述尾鰭，所述機(jī)身內(nèi)部安裝所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述電機(jī)，所述可折展撲翼和所述尾鰭通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接所述電機(jī)；

當(dāng)機(jī)器人處于發(fā)電模式，所述可折展撲翼通過(guò)波浪激勵(lì)力作用實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)并通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電機(jī)發(fā)電；

當(dāng)機(jī)器人處于運(yùn)動(dòng)模式，所述電機(jī)輸出電壓信號(hào)并通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述可折展撲翼和所述尾鰭擺動(dòng)，所述機(jī)器人通過(guò)所述可折展撲翼和所述尾鰭擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：聯(lián)軸器、第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊、圓柱滑塊、轉(zhuǎn)軸、絲杠、步進(jìn)電機(jī)和齒輪變速箱；

所述電機(jī)與所述齒輪變速箱一側(cè)通過(guò)齒輪嚙合連接，所述齒輪變速箱另一側(cè)通過(guò)所述聯(lián)軸器連接所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊一側(cè)，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊另一側(cè)連接所述轉(zhuǎn)軸一端，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊相對(duì)所述機(jī)身上下轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述聯(lián)軸器、所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊和所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有兩組并安裝在所述機(jī)身內(nèi)部?jī)蓚?cè)，兩個(gè)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊之間固定安裝所述步進(jìn)電機(jī)一端，所述步進(jìn)電機(jī)另一端連接所述絲杠一端，所述絲杠與兩個(gè)所述轉(zhuǎn)軸平行并安裝在兩個(gè)所述轉(zhuǎn)軸之間；

所述圓柱滑塊與兩個(gè)所述轉(zhuǎn)軸滑配連接，所述圓柱滑塊連接所述轉(zhuǎn)軸處設(shè)置第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊相對(duì)所述轉(zhuǎn)軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠導(dǎo)入所述圓柱滑塊中間并帶動(dòng)所述圓柱滑塊沿所述絲杠軸向做直線運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述可折展撲翼包括：浮力塊、連桿、柔性薄膜和薄膜支撐條；

所述連桿一端連接所述機(jī)身，所述連桿另一端連接所述薄膜支撐條，所述連桿和所述薄膜支撐條之間設(shè)置多塊所述柔性薄膜，所述連桿下側(cè)安裝所述浮力塊；

所述可折展撲翼設(shè)置有兩個(gè)。