一种仿生蓝点魟水下推进器.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CN109131807A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201811245159.4(22)申请日2018.10.24(71)申请人上海海洋大学地址201306上海市浦东新区沪城环路999号(72)发明人李雪伟曹文辉高郭平赵红波敖琪李佳佳涂粲然(51)Int.Cl.B63H1/30(2006.01)B63G8/38(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种仿生蓝点魟水下推进器(57)摘要本发明涉及一种仿生蓝点魟水下推进器，包括：一对胸鳍系统、主体和尾巴系统，所述胸鳍系统包括多个摆动结构、电机、偏心轮轴和转动主轴，所述摆动结构包括U形架和鳍条，所述鳍条固接在所述U形架上，所述U形架内设偏心轮，各偏心轮固定在偏心轮轴上，所述U形架还设有转动主轴孔，所述U形架可围绕所述转动主轴转动；所述主体前部连接有头部结构，所述头部结构前侧具有两个仿生凹槽，所述凹槽位置安装有传感器。本发明按照功能仿生的思路研制具有类似仿生对象的运动特征从而实现真正神似的仿生效果；同时基于该结构，实现了观测功能。CN109131807ACN109131807A权利要求书1/1页1.一种仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，包括：一对胸鳍系统、主体和尾巴系统，所述胸鳍系统包括多个摆动结构、电机、偏心轮轴和转动主轴，所述摆动结构包括U形架和鳍条，所述鳍条固接在所述U形架上，所述U形架内设偏心轮，各偏心轮固定在偏心轮轴上，所述U形架还设有转动主轴孔，所述U形架可围绕所述转动主轴转动；所述主体前部连接有头部结构，所述头部结构前侧具有两个仿生凹槽，所述凹槽位置安装有传感器。2.如权利要求1所述的仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，所述传感器包括摄像头和声波避障换能器。3.如权利要求2所述的仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，所述摄像头使用AV接口的水下摄像头，配和免驱动的视频采集卡。4.如权利要求1所述的仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，所述头部结构通过旋转轴固定在所述水下推进器的支架结构，舵机的摆臂固定在所述头部结构上，且所述旋转轴与所述舵机的摆臂轴心在一条线上。5.如权利要求4所述的仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，所述旋转轴上加有轴承。6.如权利要求1所述的仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，所述偏心轮上设有六边形的固定孔，所述偏心轮轴为六棱柱,所述U形架具有卡钳，所述卡钳内设滑槽用于偏心轮的滑动，垂直于所述卡钳平面的方向上设置凹槽防止转动时与所述偏心轮轴抵触；和/或，所述摆动结构以所述主体的核心桶为中心对称设计。7.如权利要求1或6所述的仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，所述偏心轮轴由所述电机驱动，各个偏心轮轴向间距固定，周向角度差相等，且各个鳍条间相位差相等；和/或，所述摆动结构的数量及间距为使用8根鳍条，每根之间间隔44mm,第一根到第八根之间的距离308mm,形成相位差为60度，约1.17个波数；和/或，所述偏心轮，直径为40mm厚度为3mm的铝合金，其中固定孔为边长为2的六边形，固定孔距离偏心轮圆心距离为15.5mm,最大摆角在±20度左右；和/或，所述偏心轮轴采用铝合金六棱柱；和/或，所述头部结构，采用PLA材质60％填充进行3D打印而成；和/或，所述鳍条采用碳纤维板或柱形的碳纤维，所述碳纤维板厚度1.5mm。8.如权利要求1所述的仿生蓝点魟水下推进器，其特征在于，所述水下推进器的蒙皮材料，使用20度硅胶均匀涂抹在氨纶布料上；和/或，所述水下推进器的背鳍处加一层硬度较大的硅胶板，蒙皮紧密的贴合在硅胶板上；和/或，所述蒙皮固定采用布兜结构，所述蒙皮材料的背部左、右、上部分设置布兜以固定鳍条头部。2CN109131807A说明书1/4页一种仿生蓝点魟水下推进器技术领域[0001]本发明涉及水下航行器领域，尤其是涉及一种仿生结构航行器。背景技术[0002]随着人类文明的不断发展，地球上陆地资源日趋枯竭。因此，人类开始将目光投向海洋。人类对海洋的开发利用已逐渐成为当前科学研究的热点，适应海洋环境的水下推进器是人类开发和勘探海洋资源所必需的工具。目前绝大多数的水下推进器采用了螺旋桨推进系统[0003]以螺旋桨作为推进系统的水下推进器，存在效率低、推进噪音大、产生较大尾涡影响周围生态环境、机动性能差、系统体积大、瞬时响应的严重滞后、可靠性难以保证等缺点，所以以螺旋桨为推进系统的水下航行器不能满足高机动性、运动灵活等要求。[0004]而随着人类对海洋的不断了解，以蓝点魟、蝠鲼、大西洋牛鼻鲼等为典型代表的鳐形目鱼类，具有良好的运动性能，游动机动性强，鱼鳍受载面积大，游动扰动小，其超凡的游动机动性能、低扰动性和高效率是传统的螺旋桨推进系统所望尘莫及的。鳐鱼的游动推