一种仿生型水下航行器扑翼推进装置.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CN109533249A(43)申请公布日2019.03.29(21)申请号201811411536.7(22)申请日2018.11.24(71)申请人天津大学地址300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人刘玉红黄成王树新王延辉张宏伟(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人刘子文(51)Int.Cl.B63H1/36(2006.01)B63H23/02(2006.01)B63H25/34(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种仿生型水下航行器扑翼推进装置(57)摘要本发明公开了一种仿生型水下航行器扑翼推进装置，安装于水下航行器，包括驱动电机组件、传动齿轮组、滚珠丝杠、舵机、转动轴、自适应欠驱动柔性机翼骨架、单滑块双摇杆机构和固定座，所述驱动电机组件、滚珠丝杠和固定座分别与水下航行器主体连接，所述驱动电机组件由电机、减速器和编码器组成，所述滚珠丝杠由丝杠、丝杠螺母和丝杆固定座组成，所述减速器的输出轴与传动齿轮组的主动齿轮连接；传动齿轮组的从动轮与滚珠丝杠的丝杠连接，所述电机通过传动齿轮组带动丝杠转动。该装置整体结构设置前端机翼和后端机翼两个部分。整个装置具有两个自由度，可以实现水下航行器推进、转弯、上浮和下潜等动作。CN109533249ACN109533249A权利要求书1/1页1.一种仿生型水下航行器扑翼推进装置，安装于水下航行器，其特征在于，包括驱动电机组件、传动齿轮组、滚珠丝杠、舵机、转动轴、自适应欠驱动柔性机翼骨架、单滑块双摇杆机构和固定座，所述驱动电机组件、滚珠丝杠和固定座分别与水下航行器主体连接，所述驱动电机组件由电机、减速器和编码器组成，所述滚珠丝杠由丝杠、丝杠螺母和丝杆固定座组成，所述减速器的输出轴与传动齿轮组的主动齿轮连接；传动齿轮组的从动轮与滚珠丝杠的丝杠连接，所述电机通过传动齿轮组带动丝杠转动；所述单滑块双摇杆机构由滑块、移动轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆、固定轴、第一摇杆、第二摇和第三摇杆相互连接组成；所述第二摇杆上还连接有舵机、第一轴承座和第二轴承座，所述转动轴由第一旋转轴、第二旋转轴和第三旋转轴组成；第一旋转轴通过轴承安装在第一轴承座和第二轴承座上，第二旋转轴固定于第一旋转轴尾部，第三旋转轴通过轴承安装于第三轴承座，所述第三轴承座固定于第三摇杆；所述自适应欠驱动柔性机翼骨架包括第一柔性机翼骨架、第二柔性机翼骨架、第三柔性机翼骨架、第四柔性机翼骨架、第五柔性机翼骨架和第六柔性机翼骨架，每个柔性机翼骨架均由机翼骨架、铰链固定座和弹簧钢片构成。2.根据权利要求1所述一种仿生型水下航行器扑翼推进装置，其特征在于，所述滑块和移动轴固接，所述第一连杆和第二连杆的一端通过轴承与移动轴相连，第一连杆的另一端与第二摇杆的一端相连，第二连杆的另一端与第一摇杆的一端相连，第一摇杆的另一端和第二摇杆的中间端与固定轴通过轴承相连，固定轴安装于固定座上；所述第三连杆的一端与第一摇杆的中间端相连，第三连杆另一端和第二摇杆的另一端分别与第三摇杆的一端和中间端相连，构成一个闭环；滑块和移动轴固定于滚珠丝杠的丝杠螺母，通过螺母的直线运动驱动第二摇杆和第三摇杆上下拍动。3.根据权利要求1所述一种仿生型水下航行器扑翼推进装置，其特征在于，所述第一旋转轴的一端与舵机输出轴相连，第一旋转轴另一端与第二旋转轴相连，所述第一柔性机翼骨架和第二柔性机翼骨架安装于第一旋转轴中间位置，第三柔性机翼骨架和第四柔性机翼骨架安装与第二旋转轴两端位置；所述第五柔性机翼骨架和第六柔性机翼骨架安装于第三旋转轴两端位置。4.根据权利要求1所述一种仿生型水下航行器扑翼推进装置，其特征在于，所述的第一连杆、第二连杆、第三连杆和第一摇杆为直杆，第二摇杆和第三摇杆为弯杆，其弯曲角度为大于零度小于一百八十度的任意角度。2CN109533249A说明书1/4页一种仿生型水下航行器扑翼推进装置技术领域[0001]本发明涉及水下航行器的推进装置，更具体的说，是涉及一种仿生型水下航行器扑翼推进装置。背景技术[0002]近年来，随着人类对海洋探索的不断深入，水下航行器发挥着越来越重要的作用。这使得我们对于水下航行器的各方面性能有了更高的要求。目前，大部分水下航行器采用螺旋桨推进的方式，由于其低速情况下的推进效率低、噪声大、灵活性不足等问题，传统的推进方式越来越难以满足水下航行器任务多样化的要求。而海龟、蝠鲼等海洋生物的扑翼运动方式经过无数年的进化，具有推进效率高、稳定性强、机动性及操纵性好等优点，特别适合在海洋环境下的推进。因此，通过深入研究海洋生物的扑翼推进机理，设计一种合适的扑翼机构，这对于提高水下航行器的推进性