主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107757849A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201610681059.0(22)申请日2016.08.18(71)申请人深圳市中科莲花净水科技有限公司地址518055广东省深圳市南山区工业六路创业壹号大楼D栋210A室(72)发明人钟勇杜如虚(51)Int.Cl.B63H1/36(2006.01)B63H23/06(2006.01)B63H23/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置(57)摘要本发明涉及水下航行器领域，具体涉及主动和从动混合式仿鱼尾水下推进装置。所述装置的主动运动部分包括若干关节，柔性塑料板，柔性棒和驱动线；所述装置的从动部分是用柔性材料注塑而成的鱼尾，具有变形和回复能力。所述关节内部带有通孔，两端是圆柱面转动链接，左右外侧具有线孔，上下外侧具有卡槽。关节通过柔性棒串联在一起，成对驱动线穿过每个关节的左右外侧线孔，连接在最后一个关节上。所述柔性塑料板外形与鱼鳍相似，通过卡槽固定在关节上下外侧。驱动线驱动主动部分进行往复摆动，从动部分将随之运动并产生延时，形成S形运动。所述装置推进效率高，噪声小，驱动器少，成本低，非常适合中小型水下航行器或水面航行器使用。CN107757849ACN107757849A权利要求书1/1页1.主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：由主动驱动部分和从动部分组成，其中主动驱动部分是由电机驱动运动的，从动部分是由柔性材料构成，具有大变形和回复能力。2.如权利要求1所述的主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：主动驱动部分可以采用多种传动机构，例如曲柄摇杆机构，曲柄滑块机构，链传动机构和智能材料（形状记忆合金）等等，采用拉线机构是其中的一种实施例。3.所述拉线机构包括若干关节，柔性塑料板，柔性棒和驱动线。4.如权利要求1所述的主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：从动部分是采用柔性材料通过定制的磨具灌注而成，其形状与鱼身后半段加鱼尾类似，一般可以采用硅胶，乳胶，橡胶等等。5.所述从动部分直接固连在主动驱动部分的后面，是随着主动驱动部分的运动而运动的。6.如权利要求2所述的主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：所述关节内部带有通孔，两端是圆柱面转动链接，左右外侧具有线孔，上下外侧具有卡槽。7.关节通过柔性棒串联在一起，成对驱动线穿过每个关节的左右外侧线孔，并连接在最后一个关节上。8.如权利要求2所述的主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：所述柔性棒可采用，橡胶棒，尼龙棒等等材料。9.如权利要求2所述的主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：所述柔性塑料板是安装在关节的上下卡槽中，其形状可以采用类鱼鳍的形状。10.如权利要求3所述的主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：从动部分采用不同材料制作，其刚度也会不同，从而其变形能力也有所区别。11.通过这个特点可以制作出适合于多种速度的推进装置。12.变性大的或者刚度小的从动部分用于中低速场合，变形小的或者刚度大的用于高速场合。2CN107757849A说明书1/4页主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置技术领域[0001]本发明涉及水下航行器领域，具体涉及主动和从动混合式仿鱼尾水下推进装置。背景技术[0002]海洋占有约71%的地球表面面积，具有丰富的资源，近年来兴起一股研究水下航行器的热潮，其中仿生机器鱼是一个典型代表。仿生机器鱼是参照鱼类游动的机理，利用机械、电子元器件或者智能材料来实现水下推进的装置。与传统螺旋桨驱动相比，仿鱼尾推进装置通过鱼尾的往复摆动而产生推力，摆动频率低，噪音低，推进效率高，不仅可实现推进还可以对方向进行控制。[0003]目前模仿鱼运动的水下装置越来越多，其实现方式分类以下几种：1.采用曲柄摇杆机构，偏心轮机构等电机的旋转运动转化为往复运动，从而实现鱼尾的往复摆动，例如申请号为201510921371.8公开的鱼尾摆动装置。又例如申请号为201520551322.5公开的高仿真机器鱼机构与系统中，采用曲柄机构去驱动后方的鱼尾摆动。这类推进装置的机构运动均为刚性运动，不能真实模仿鱼尾柔性变形摆动。[0004]2.实现鱼身的波动，典型的方法为采用多个电机串联，通过电机的协调运动实现鱼身的波动。比如，中国专利ZL01219339.9公开了新型遥控多关节仿生机器鱼，包括鱼形外壳，若干节骨架，电池和接收控制电路板。每节骨架由舵机、固定架和摆动连接架构成；中国专利ZL200610112794.6公开了一种多模态仿生机器鱼，包括刚性鱼头，具有多个关节的柔性身体等，鱼尾的摆动通过多个电机