基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115892415A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211401183.9(22)申请日2022.11.09(71)申请人中国科学院自动化研究所地址100190北京市海淀区中关村东路95号(72)发明人周超王霄飞范俊峰王健尹昭然邓良伟朱春晖张灼亮(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师沈军(51)Int.Cl.B63H1/36(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器(57)摘要本发明涉及水下机器人技术领域，公开了一种基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，包括驱动组件、阻尼机构、弹性组件和尾鳍构造；阻尼机构包括基座、转轴和阻尼结构，转轴可转动地设于基座，阻尼结构设于转轴和基座之间，以调节转轴的转动阻尼；驱动组件和基座连接，弹性组件设于转轴和基座之间；尾鳍构造和转轴连接，并位于阻尼机构背离驱动组件的一侧；驱动组件用于驱动阻尼机构往复摆动，尾鳍构造用于在阻尼结构和弹性组件的作用下相对于驱动组件摆动。本发明基于弹性组件的弹性力和阻尼结构的阻尼力的复合作用，可提升尾鳍构造在宽频率范围内的推进性能，能够解决现有仿生鱼尾机构无法兼具宽频段高效推进和机械结构性能单一的问题。CN115892415ACN115892415A权利要求书1/2页1.一种基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，其特征在于，包括：驱动组件、阻尼机构、弹性组件和尾鳍构造；所述阻尼机构包括基座、转轴和阻尼结构，所述转轴可转动地设于所述基座，所述阻尼结构设于所述转轴和所述基座之间，以调节所述转轴的转动阻尼；所述驱动组件和所述基座连接，所述弹性组件设于所述转轴和所述基座之间；所述尾鳍构造和所述转轴连接，并位于所述阻尼机构背离所述驱动组件的一侧；其中，所述驱动组件用于驱动所述阻尼机构往复摆动，所述尾鳍构造用于在所述阻尼结构和所述弹性组件的作用下相对于所述驱动组件摆动。2.根据权利要求1所述的基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，其特征在于，所述阻尼结构包括静止挡块、旋转挡块及阻尼液体；所述基座内形成有容纳腔，所述转轴穿设于所述容纳腔，所述阻尼结构设于所述容纳腔内，所述弹性组件设于所述容纳腔外；所述静止挡块和所述基座连接，所述旋转挡块和位于容纳腔内的所述转轴连接；所述静止挡块和所述旋转挡块围绕所述转轴设置，以将所述容纳腔分隔为第一单元腔和第二单元腔，所述静止挡块设有连通所述第一单元腔和所述第二单元腔的阻尼孔。3.根据权利要求2所述的基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，其特征在于，所述阻尼液体包括二甲基硅油。4.根据权利要求2所述的基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，其特征在于，所述弹性组件包括第一扭簧和第二扭簧；所述转轴的中部穿设于所述容纳腔，所述转轴的第一端露出于所述基座的第一侧面，所述转轴的第二端露出于所述基座的第二侧面；所述转轴的第一端和第二端分别与所述尾鳍构造连接；所述第一扭簧和所述第二扭簧分别套设于所述转轴的周壁，所述第一扭簧连接于所述转轴的第一端和所述基座的第一侧面之间，所述第二扭簧连接于所述转轴的第二端和所述基座的第二侧面之间。5.根据权利要求4所述的基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，其特征在于，所述转轴的第一端设有第一盖板，所述第一盖板朝向所述基座的一侧面设有第一定位构造，所述基座的第一侧面设有第二定位构造，所述第一扭簧限位于所述第一盖板和所述基座的第一侧面之间，所述第一扭簧的一个引脚和所述第一定位构造抵接，所述第一扭簧的另一个引脚和所述第二定位构造抵接；和/或，所述转轴的第二端设有第二盖板，所述第二盖板朝向所述基座的一侧面设有第三定位构造，所述基座的第二侧面设有第四定位构造，所述第二扭簧限位于所述第二盖板和所述基座的第二侧面之间，所述第二扭簧的一个引脚和所述第三定位构造抵接，所述第二扭簧的另一个引脚和所述第四定位构造抵接。6.根据权利要求4所述的基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，其特征在于，所述基座包括舱体、第一端盖和第二端盖；所述舱体呈筒状，所述第一端盖设于所述舱体的一端，所述第二端盖设于所述舱体的另一端，以使得所述第一端盖、所述舱体和所述第二端盖之间围成所述容纳腔；所述第一端盖设有第一轴承支座，所述第二端盖设有第二轴承支座，所述第一轴承支座和所述第二轴承支座同轴设置，所述转轴安装于所述第一轴承支座和所述第二轴承支2CN115892415A权利要求书2/2页座。7.根据权利要求1至6任一项所述的基于阻尼弹性复合机理的仿生鱼尾推进器，其特征在于，所述驱动组件包括舵机和传动连杆；所述舵机的输出端和所述传动连杆连接，所述传动连杆和所述基座连接，所述舵机的转动轴线和所述转轴的转动轴线