一种柔性波动鳍仿生潜器.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CN113771565A(43)申请公布日2021.12.10(21)申请号202111108658.0(22)申请日2021.09.22(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人郭春雨王崇磊张佐天于凯胡健庞明赵喜文林健峰(51)Int.Cl.B60F3/00(2006.01)B63H1/36(2006.01)B63C11/52(2006.01)B33Y80/00(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种柔性波动鳍仿生潜器(57)摘要本发明属于两栖推进器技术领域，具体涉及一种柔性波动鳍仿生潜器。本发明采用仿生波动鳍的结构，仿生来源自鳐鱼、深海带鱼的波动鳍相结合，材料采用高弹硅胶，具有较高的延展性，该推进系统具有操纵性优异、水动力噪声低、易于仿生改造、地形通过性强、可在限制航道工作等海洋作业特点。本发明的机械结构采用舵机‑连杆‑仿生波动鳍连接方式，舵机侧面固定在仿生推进器主体部分预留的厚度结构上，通过多个舵机摆动幅度和转向驱动可控制波动鳍摆动，实现转向、加速、上浮、下沉及制动等功能，更能适应复杂的水底环境。CN113771565ACN113771565A权利要求书1/1页1.一种柔性波动鳍仿生潜器，其特征在于：包括潜器主体和柔性波动推进单元：所述的潜器主体包括外壳体，外壳体内设有耐压舱；所述的柔性波动推进单元包括仿生型柔性波动鳍和波动动力源；所述的耐压舱内置数字波面运控器，两侧各留有一排舵机安装口，且舵机安装口对称分布；所述的波动动力源采用多个舵机串列摆动，舵机通过舵机安装板安装在耐压舱两侧的每一个舵机安装口处；所述的柔性波动鳍安装在耐压舱两侧，每一侧的柔性波动鳍与该侧各舵机的输出端通过连杆机构连接；所述的数字波面运控器控制舵机的摆动频率、摆动波长和摆动幅度，使柔性波动鳍摆动做类正弦运动产生不同方向的力，实现潜器的悬停、前进、后退、转向、下沉和上浮运动。2.根据权利要求1所述的一种柔性波动鳍仿生潜器，其特征在于：所述的连杆机构采用阻尼器；所述的阻尼器包括摆动架和带螺纹金属杆；所述的摆动架与舵机的输出端连接；所述的带螺纹金属杆安装在摆动架上；所述的柔性波动鳍与带螺纹金属杆通过夹片和螺栓进行固定，带螺纹金属杆与柔性波动鳍固定位置可调且自身可旋转。3.根据权利要求1或2所述的一种柔性波动鳍仿生潜器，其特征在于：所述的外壳体为3D打印光敏树脂仿生壳体，内置水下摄像头；所述的外壳体内还设有浮材舱和外载舱；所述的浮材舱填充EVA发泡浮力材；所述的外载舱内搭载有测量设备；所述的测量设备包括传感器、声呐。4.根据权利要求1或2所述的一种柔性波动鳍仿生潜器，其特征在于：所述的柔性波动鳍仿生来源自鳐鱼和深海带鱼的波动鳍相结合，耐压舱两侧的柔性波动鳍的连接方式和波动都是对称的；所述的柔性波动鳍为高弹硅胶注塑仿生鳍面，采用3维动定位摆轴系。5.根据权利要求3所述的一种柔性波动鳍仿生潜器，其特征在于：所述的柔性波动鳍仿生来源自鳐鱼和深海带鱼的波动鳍相结合，耐压舱两侧的柔性波动鳍的连接方式和波动都是对称的；所述的柔性波动鳍为高弹硅胶注塑仿生鳍面，采用3维动定位摆轴系。2CN113771565A说明书1/4页一种柔性波动鳍仿生潜器技术领域[0001]本发明属于两栖推进器技术领域，具体涉及一种柔性波动鳍仿生潜器。背景技术[0002]水陆航行器由于既能兼顾水中航行，又能登陆行驶，是当前研究的热点。传统的水陆航行器往往会同时集成水中与陆地两套运动机构，机械结构复杂，控制难度大，稳定性难以得到保证，该思路下限制了水陆航行器的进一步发展。[0003]针对上述问题，一个很好的解决方案就是采用仿生原理实现水陆推进装置的一体化。通过对水生生物运动的流体力学研究，提出新的推进器研究思路。仿生推进可以分为摆动和波动两种形式，波动式推进方式(海鳐胸鳍、鳗鱼的背鳍等)具有更灵活，效率更高的优点，其推进效率可以达到90％，而且可以轻易的实现转向、俯仰、盘旋、上浮、下潜等多自由度运动,使其具备了隐蔽性、生存性和地形适应性三个主要特点。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种操纵性优异、水动力噪声低、地形通过性强的柔性波动鳍仿生潜器。[0005]本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括潜器主体和柔性波动推进单元：所述的潜器主体包括外壳体，外壳体内设有耐压舱；所述的柔性波动推进单元包括仿生型柔性波动鳍和波动动力源；所述的耐压舱内置数字波面运控器，两侧各留有一排舵机安装口，且舵机安装口对称分布；所述的波动动力源采用多个舵机串列摆动，舵机通过舵机安装板安装在耐压舱两侧的每一个舵机安装口处；所述的柔性波动