一种基于磁场的水下仿生动力推进装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115871904A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202310097003.0(22)申请日2023.02.07(71)申请人东华大学地址200051上海市长宁区延安西路1882号(72)发明人王淑妍黄治亮吴志明韩钰(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001专利代理师翁若莹张业民(51)Int.Cl.B63G8/18(2006.01)B63B1/40(2006.01)B63H1/36(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于磁场的水下仿生动力推进装置(57)摘要本发明涉及一种基于磁场的水下仿生动力推进装置，属于水下自动航行器技术领域。装置包括中空的磁力装置基座、磁力装置外壳、球芯固定件、球芯转子和磁力驱动组合体；磁力装置基座与鱼身的连接处设有球芯固定件，球芯固定件与设于磁力装置基座内部的活动的球芯转子抵接；磁力装置基座的内表面与球芯转子的外表面之间设有相互作用以驱动球芯转子双自由度转动的磁力驱动组合体；双自由度转动为绕Y轴和Z轴旋转；磁力装置基座外周包裹有与球芯转子连接的磁力装置外壳。通过本发明提供了一种基于磁场的动力传动系统，具有结构紧凑简单、高集成度的优点，有效模拟了仿生鱼在水中双关节游动模型，为尾鳍摆进方式提供了新方式。CN115871904ACN115871904A权利要求书1/1页1.一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，设于鱼身与鲹科尾鳍之间，其特征在于，双自由度摆进装置包括中空的磁力装置基座、磁力装置外壳、球芯固定件、球芯转子和磁力驱动组合体；磁力装置基座与鱼身的连接处设有球芯固定件，球芯固定件与设于磁力装置基座内部的活动的球芯转子抵接；磁力装置基座的内表面与球芯转子的外表面之间设有相互作用以驱动球芯转子双自由度转动的磁力驱动组合体；以球芯转子的旋转中心为原点，鱼头至鱼尾方向为X轴方向，鱼身的左侧至右侧为Y轴方向，垂直于X轴和Y轴为Z轴方向，所述双自由度转动为绕Y轴和Z轴旋转；磁力装置基座外周包裹有与球芯转子连接的磁力装置外壳。2.根据权利要求1所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，沿所述X轴设有球芯固定件，球芯固定件与球芯转子抵接处设有球面形的抵接面。3.根据权利要求1所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，所述球芯转子包括球面体和连接柄，所述连接柄沿X轴，连接柄的一端与球面体连接，另一端与鲹科尾鳍连接。4.根据权利要求3所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，所述磁力驱动组合体包括线圈、永磁体和定子；磁力装置基座腔体的内表面上设有定子，定子上套设有线圈，球芯转子的球面体的外表面设有永磁体。5.根据权利要求4所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，所述球芯转子的球面体的外表面设有用于安装永磁体的凹槽。6.根据权利要求4所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，所述永磁体的中心设于通过球面体原点的球面体Y轴和Z轴形成的平面上。7.根据权利要求6所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，所述永磁体为6个,6个永磁体绕球面体的原点排布；相邻永磁体的磁极方向相反。8.根据权利要求7所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，所述定子分别设于通过球面体原点的球面体X轴/Y轴形成的平面上和通过球面体原点的球面体X轴/Z轴形成的平面上；定子围绕球面体的上下左右对称分布；在球面体X轴/Y轴形成的平面上设有以X轴为对称轴的对称的两列定子，每列定子包括3个定子，两个中间定子中心的连线通过球面体原点且所述连线设于6个永磁体所在的平面上，中间定子两侧的定子为对称分布；在球面体X轴/Z轴形成的平面上设有以X轴为对称轴的对称的两列定子，每列定子包括3个定子，两个中间定子中心的连线通过球面体原点且所述连线设于6个永磁体所在的平面上，中间定子两侧的定子为对称分布。9.根据权利要求1所述的一种基于磁场的鲹科尾鳍双自由度摆进装置，其特征在于，所述双自由度摆进装置的外周包裹有不影响摆进装置运动的弹性防水乳胶膜。2CN115871904A说明书1/5页一种基于磁场的水下仿生动力推进装置技术领域[0001]本发明涉及一种基于磁场的水下仿生动力推进装置，属于水下自动航行器技术领域。背景技术[0002]水下无人航行器是现代海军装备的重要组成部分，是海军装备中新概念、新技术应用极为广泛的领域之一。将水下无人航潜器列入了国家发展战略规划中，因此不断攻关水面及水下关键技术，推动无人航行器多样化发展是科学研究的重点方向。为了能更真实的模仿鲹科鱼类的尾摆运动，国内外学者从多关节、柔性等角度进一步提高尾鳍的拟真度，进而提