一种仿蝠鲼水下扑翼推进装置.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CN108482627A(43)申请公布日2018.09.04(21)申请号201810310736.7(22)申请日2018.04.09(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人曹永辉潘光郭力铭孟俊男蒋雷雷(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.B63H1/36(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种仿蝠鲼水下扑翼推进装置(57)摘要本发明公开了一种仿蝠鲼水下扑翼推进装置，由蒙皮、电机、传动齿轮组、张线轮组和鳍条机构组成，鳍条机构为张拉框架结构，由多根竖直杆和交叉杆依次沿轴向连接组合，相邻对应两根竖直杆和交叉杆分别铰接，铰接用销轴为空心结构，铰链点处有V型走线轴承用于布设拉索，结构简捷轻便。在鳍条机构上安装外骨架和蒙皮。电机输出轴与传动齿轮组的主动轮通过联轴器连接，传动齿轮组的从动轮与张线轮组同轴安装，电机转动通过传动齿轮组带动张线轮组转动；张线轮组拉动鳍条机构上下摆动，进而固定在鳍条机构上的外骨架和覆盖在外骨架上的蒙皮随之运动和变形。从而使航行器向前推进和转弯；推进装置结构简单、易于控制，且制造成本较低。CN108482627ACN108482627A权利要求书1/1页1.一种仿蝠鲼水下扑翼推进装置，包括蒙皮、电机、联轴器、传动齿轮组、张线轮组、外骨架和鳍条机构，其特征在于:鳍条机构还包括竖直杆、交叉杆、V型走线轴承和拉索，所述鳍条机构为张拉框架结构，由多根竖直杆和交叉杆依次沿轴向连接组合，相邻对应两根竖直杆和两根交叉杆分别铰接组合成四杆单元结构，各竖直杆之间距离相等，竖直杆长度沿鳍条机构轴向依次减小，鳍条机构除了两端四杆单元的竖直杆铰链点外，其它的铰链点均由三根杆复合铰接而成，各杆件绕铰链点处转动，各铰链采用空心销轴，四杆单元起始端的竖直杆固定在航行器上，四杆单元均配有相对应的拉索和V型走线轴承，用于驱动四杆单元运动和变形；鳍条机构的四杆单元之间通过拉索连接，由距离张线轮组最远端的四杆单元起始设置，沿交叉杆的路径布设其它四杆单元，拉索缠绕在张线轮上,V型走线轴承安装在杆与杆铰接处，用于减少拉索运动时产生的摩擦力；所述张线轮组为多个半径相同的张线轮同轴组合，张线轮组位于鳍条机构的前端部，且张线轮组轴线与鳍条机构轴线位于同一平面，张线轮组上设有走线沟槽，用于缠绕拉索并带动鳍条机构进行上下摆动；所述拉索经由V型走线轴承与各四杆单元配合连接，拉索沿着四杆单元的对角线布设，拉索拉动带动四杆单元运动变形；所述电机固定在航行器内部，电机输出轴与传动齿轮组的主动轮通过联轴器连接，传动齿轮组的从动轮与张线轮组同轴安装，电机转动通过传动齿轮组带动张线轮组转动；所述外骨架为上下两个对称的半弧形框结构，上下两个半弧形框分别穿过鳍条机构的竖直杆上铰链处的销轴，上下两半弧形框扣合，且在接口处铰接组成框体，多个外骨架沿鳍条机构轴向依次减小，用于与鳍条机构连接并支撑整个结构外形鳍面，蒙皮覆于外骨架上。2.根据权利要求1所述的仿蝠鲼水下扑翼推进装置，其特征在于:所述外骨架由第一外骨架、第二外骨架、第三外骨架、第四外骨架、第五外骨架和第六外骨架组成，外骨架与鳍条机构的竖直杆为过盈配合；或采用卡簧固定。3.根据权利要求1所述的仿蝠鲼水下扑翼推进装置，其特征在于:所述外骨架采用NACA0016低速翼型。2CN108482627A说明书1/4页一种仿蝠鲼水下扑翼推进装置技术领域[0001]本发明涉及一种水下扑翼推进器，具体地说，涉及一种仿蝠鲼水下扑翼推进装置。背景技术[0002]近些年来，人们通过研究发现，鱼类经过长时间的进化，已经拥有了良好的水动力性能，可以为低噪声、高性能的水下航行器的研究提供技术支撑。目前，根据推进方式的不同，国内外学者对于鱼类仿生研究可以分为两类:[0003]第一类是利用鱼类尾鳍的摆动来进行推进，称为身体/尾鳍推进模式。这种游动模式的特点是能够快速地启动，可以达到较高的游动速度，并且游动的效率较高。这些特性导致了身体/尾鳍游动模式适合应用于长时间，长距离和高速度的游动场合。因此，身体/尾鳍推进模式在巡游和启动方面显示出更强的优势，但是这种推进模式只是在静水高速巡游中表现出较好的性能，但是对于其它情况，诸如低速游动，转弯机动和紊流环境等情况下，这种方式的效率很低。[0004]第二类是利用鱼类成对的胸鳍或者背鳍的扑动来进行推进，称为中央鳍/对鳍推进模式。这种游动模式集较高的推进效率，优良的机动性，较高的稳定性和可控性于一体，不仅具有低速灵活机动，抗扰动能力强的特点，还能够在水中进行滑行，可以用于远洋航行。[0005]这两种仿生推进方式都有各自的优点和适用范围