專利名稱：線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置及其仿生機構(gòu)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及在水中使用的仿生機構(gòu)領域，尤其涉及的是一種可真實模擬魚類游動而又結(jié)構(gòu)簡單、推進效率高的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置及其仿生機構(gòu)。
背景技術：
仿生機構(gòu)指的是模擬生物運動的構(gòu)造形態(tài)和功能而制作的機構(gòu)。隨著人類在水面以及水下活動的增加，模仿魚類游動的裝置以及機構(gòu)越來越多，例如魚尾推進裝置。與傳統(tǒng)的螺旋槳驅(qū)動相比，仿魚尾推進裝置通過魚尾的往復擺動而產(chǎn)生推力，其擺動頻率低，噪音小，推進效率高，不僅可實現(xiàn)推進還可以對方向進行控制。而魚類游泳時，比較典型的兩種運動方式包括鰺科類魚尾的擺動和鰻狀類魚身的波動。但是，現(xiàn)有的仿魚尾水下推進裝置在驅(qū)動器少時無法真實模擬魚類游動，在驅(qū)動器多時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又復雜、控制難度較大。例如，常用的仿魚尾機構(gòu)利用曲柄滑塊或偏心輪等傳統(tǒng)機構(gòu)將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復運動，從而模擬魚尾的往復擺動。但這類推進裝置往往僅能實現(xiàn)一個擺動，不能真實模擬魚類游動。又如，現(xiàn)有技術中采用多個電機相串聯(lián)的機器魚，通過這些電機的協(xié)調(diào)運動來控制骨架的運動，但每個關節(jié)都需要一個單獨的驅(qū)動器，其驅(qū)動機構(gòu)以及控制難度隨關節(jié)數(shù)目的增加而更加復雜化，同時，這類設計中各關節(jié)的摩擦也消耗了大量能量。再如，采用充氣閥、氣囊和柔性關節(jié)等制作的仿生機器魚，通過充氣閥驅(qū)動柔性關節(jié)擺動，利用氣囊進行升降，但該類設計同樣需要一個驅(qū)動器控制一個關節(jié)。以及，現(xiàn)有技術中還有采用柔性結(jié)構(gòu)充當魚尾，通過電機協(xié)調(diào)拉緊放松魚尾兩側(cè)鋼絲使魚尾往復擺動而實現(xiàn)推動的仿生機器魚，但該類設計中的鋼絲通過限位導孔貼在魚尾的兩側(cè)，尾部具有渦流效應，電機所需拉力加大，難以實現(xiàn)高速推進。因此，現(xiàn)有技術尚有待改進和發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，可比較真實地模擬魚類游動，且結(jié)構(gòu)簡單、推進效率高。同時，本實用新型還提供一種使用驅(qū)動器數(shù)量少、結(jié)構(gòu)緊湊、易于控制的仿生機構(gòu)。本實用新型的技術方案如下:一種線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:該推進裝置包括柔性骨架、魚尾型卡板、雙孔椎片、單孔椎片和驅(qū)動線，所述魚尾型卡板上橫向間隔設置有適配所述雙孔椎片和單孔椎片垂直插入的椎片孔，所述雙孔椎片位于所述魚尾型卡板的前半段，所述單孔椎片位于所述魚尾型卡板的后半段，所述柔性骨架依次穿過所述雙孔椎片和單孔椎片，并將其卡固在所述魚尾型卡板上，所述雙孔椎片的兩邊分別設置有兩個適配所述驅(qū)動線穿過的線孔，所述單孔椎片的兩邊分別設置有一個適配所述驅(qū)動線穿過的線孔。所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:后一節(jié)雙孔椎片的長度依次小于前一節(jié)雙孔椎片的長度，后一節(jié)單孔椎片的長度依次小于前一節(jié)單孔椎片的長度，第一節(jié)單孔椎片的長度小于最后一節(jié)雙孔椎片的長度。所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:后一節(jié)雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離依次小于前一節(jié)雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離，后一節(jié)雙孔椎片兩邊內(nèi)側(cè)線孔之間的距離依次小于前一節(jié)雙孔椎片兩邊內(nèi)側(cè)線孔之間的距離，后一節(jié)單孔椎片兩邊線孔之間的距離依次小于前一節(jié)單孔椎片兩邊線孔之間的距離，第一節(jié)單孔椎片兩邊線孔之間的距離小于最后一節(jié)雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離。所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:所述雙孔椎片和單孔椎片的上下兩邊均設置有突出表面的凸臺，所述雙孔椎片和單孔椎片的中心處均設置有適配所述柔性骨架穿過的骨架槽。所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:所述雙孔椎片和單孔椎片上的骨架槽和凸臺均偏離左右中心線設置，所述骨架槽與凸臺之間的水平距離等于所述魚尾型卡板的厚度，所述凸臺的內(nèi)側(cè)面與左右中心線之間的水平距離等于所述魚尾型卡板厚度的二分之一。所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:所述雙孔椎片和單孔椎片均呈橢圓形片狀，所述雙孔椎片和單孔椎片上的線孔均以橢圓的短軸為對稱軸對稱設置在橢圓的長軸上。所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:所述魚尾型卡板上的椎片孔沿該魚尾型卡板的長度方向水平等間隔平行設置，所述椎片孔的長度與相應的雙孔椎片或單孔椎片的寬度相適配，所述椎片孔的寬度與相應的雙孔椎片或單孔椎片的厚度相適配，所述椎片孔的長度方向與所述魚尾型卡板的長度方向相垂直。所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其中:依次穿過所述雙孔椎片兩邊內(nèi)側(cè)線孔的驅(qū)動線設置為纏繞在一驅(qū)動器上的同一根驅(qū)動線，依次穿過所述雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔和所述單孔椎片兩邊線孔的驅(qū)動線設置為纏繞在另一驅(qū)動器上的同一根驅(qū)動線。一種仿生機構(gòu)，包括設置在尾部的推進裝置，其中:該推進裝置設置為上述中任一項所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置。所述的仿生機構(gòu)，其中:該仿生機構(gòu)包括仿生機器魚。 本實用新型所提供的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置及其仿生機構(gòu)，由于采用了柔性骨架串聯(lián)橫向間隔垂直插入魚尾型卡板的雙孔椎片和單孔椎片，通過四根驅(qū)動線控制位于前半段的雙孔椎片，并通過外側(cè)的兩根驅(qū)動線控制位于后半段的單孔椎片，不僅可模擬做出鰺科類游動時的C型擺動，而且也可模擬出鰻魚類游動時的S型波動狀，還可通過控制驅(qū)動線的收緊量產(chǎn)生凈側(cè)向力實現(xiàn)航向的偏轉(zhuǎn)，較為真實地模擬出了魚類游動，而且結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于控制、推進效率也高。

圖1是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于直線狀態(tài)下的立體圖。圖2是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置驅(qū)動線與驅(qū)動器轉(zhuǎn)盤連接平面圖。圖3是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用魚尾型卡板的平面圖。圖4是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用雙孔椎片的立體放大圖。圖5是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用單孔椎片的立體放大圖。圖6是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用雙孔椎片與魚尾型卡板的連接剖視圖。圖7是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置圖6的局部B處放大圖。圖8是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于直線狀態(tài)下的俯視圖。圖9是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于C形彎曲狀態(tài)下的俯視圖。圖10是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于C形彎曲狀態(tài)下的俯視圖。圖11是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于S形彎曲狀態(tài)下的俯視圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
和實施例加以詳細說明，所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的具體實施方式
。如圖1所示，圖1是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于直線狀態(tài)下的立體圖，該線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置主要由一條柔性骨架1、魚尾型卡板2、多節(jié)雙孔椎片 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10、多節(jié)單孔椎片 4-1, 4-2, 4-3, 4-4，4-5，4-6，4-7，4-8，4-9, 4-10和四根驅(qū)動線5_1，5-2, 6-1, 6-2組成，所述魚尾型卡板I上設置有適配所述雙孔椎片 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10 和單孔椎片 4-1, 4-2，4-3，4-4，4-5，4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10 垂直插入的椎片孔，所述雙孔椎片 3-1, 3-2, 3-3, 3-4，3-5，3-6，3-7，3-8, 3-9, 3-10插入所述魚尾型卡板I的前半部分，所述單孔椎片4_1，4-2，4-3，4-4，4-5，4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10插入所述魚尾型卡板I的后半部分，所述雙孔椎片
3-1，3-2，3-3，3-4，3-5,3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10 和單孔椎片 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6, 4-7，4-8，4-9，4-10上分別設置有適配所述柔性骨架I穿過的骨架槽，所述柔性骨架I依次穿過所述雙孔椎片 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10 和所述單孔椎片 4-1, 4-2,
4-3，4-4，4-5，4-6，4-7,4-8, 4-9, 4-10上的骨架槽，將其卡固在所述魚尾型卡板2上。所述雙孔椎片3-1，3-2，3-3，3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10 的左右兩邊分別設置有兩個線孔，所述單孔椎片4-1，4-2，4-3，4-4，4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10的左右兩邊分別設置有一個線孔，所述驅(qū)動線5-1，5-2的尾端分別依次穿過所述雙孔椎片3-1，3-2，3-3，3-4，3-5，3-6，3-7, 3-8, 3-9, 3-10 外側(cè)的線孔和所述單孔椎片 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6，4-7，4-8，4-9兩側(cè)的線孔連接至最后一節(jié)單孔椎片4_10上，所述驅(qū)動線6_1，6-2分別依次穿過所述雙孔椎片3-1，3-2，3-3，3-4，3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9內(nèi)側(cè)的線孔連接至最后一節(jié)雙孔椎片3-10上，所述驅(qū)動線5-1和5-2 (或6-1和6_2)用于連接在可來回拉動該驅(qū)動線的驅(qū)動器上。結(jié)合圖2所示，圖2是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置驅(qū)動線與驅(qū)動器轉(zhuǎn)盤連接平面圖，所述驅(qū)動線5-1和5-2可設置為同一根套接在驅(qū)動器轉(zhuǎn)盤7上的驅(qū)動線；同樣的，也可將所述驅(qū)動線6-1和6-2設置為同一根套接在另一驅(qū)動器轉(zhuǎn)盤上的驅(qū)動線。結(jié)合圖3所示，圖3是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用魚尾型卡板的平面圖，所述魚尾型卡板2的外形與魚尾相似，尾部呈新月形，所述魚尾型卡板2上沿其長度方向水平等間隔平行設置有多個椎片孔2-1，用于分別與圖1中所述雙孔椎片3-1，
3-2，3-3，3-4，3-5，3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10 和所述單孔椎片 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6, 4-7，4-8，4-9，4-10相垂直插入卡合，該椎片孔2_1的長度與相應的雙孔椎片3_1，3-2, 3-3, 3-4，3-5，3-6，3-7，3-8, 3-9, 3-10 或單孔椎片 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-1O的寬度相適配，該椎片孔2-1的寬度與相應的雙孔椎片3-1，3-2，3-3，3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8，3-9，3-10 或單孔椎片 4-1，4-2，4-3, 4-4, 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10 的厚度相適配，該椎片孔2-1的長度方向與所述魚尾型卡板2的長度方向相垂直。結(jié)合圖4所示，圖4是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用雙孔椎片的立體放大圖，具體的，以第一節(jié)雙孔椎片3-1為例，所述雙孔椎片3-1的整體在外形上可呈橢圓形片狀，前述位于所述雙孔椎片3-1左右兩邊上的兩個線孔3-1-1和3-1-2以該橢圓的短軸為對稱軸對稱設置在該橢圓的長軸上；前述位于所述雙孔椎片3-1上的骨架槽
3-1-3沿該橢圓的短軸方向設置在所述雙孔椎片3-1的中間位置，所述雙孔椎片3-1上下兩邊的側(cè)壁上還分別設置有高出側(cè)壁表面的凸臺3-1-4，用于配合插入所述骨架槽3-1-3中的柔性骨架將該雙孔椎片3-1卡固在魚尾型卡板上相應的椎片孔中。結(jié)合圖5所示，圖5是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用單孔椎片的立體放大圖，具體的，以第一節(jié)單孔椎片4-1為例，所述單孔椎片4-1的整體在外形上也可呈橢圓形片狀，前述位于所述單孔椎片4-1左右兩邊上的單個線孔4-1-1以橢圓的短軸為對稱軸對稱設置在橢圓的長軸上；前述位于所述單孔椎片4-1上的骨架槽4-1-2沿該橢圓的短軸方向設置在所述單孔椎片4-1的中間位置處，所述單孔椎片4-1上下兩邊的側(cè)壁上還分別設置有高出側(cè)壁表面的凸臺4-1-3，用于配合插入所述骨架槽4-1-2中的柔性骨架將該單孔椎片4-1卡固在魚尾型卡板上相應的椎片孔中。結(jié)合圖6所示，圖6是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置所用雙孔椎片與魚尾型卡板的連接剖視圖，仍以第一節(jié)雙孔椎片3-1為例，將所述雙孔椎片3-1插入所述魚尾型卡板2上相應的椎片孔中，并將所述柔性骨架I插入所述雙孔椎片3-1上的骨架槽中，通過所述柔性骨架I和所述雙孔椎片3-1上的凸臺將所述雙孔椎片3-1卡固在所述魚尾型卡板2上。所述單孔椎片也按此方式卡固，在此不再贅述。具體的，結(jié)合圖7所示，圖7是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置圖6的局部B處放大圖，為保證所述魚尾型卡板2的厚度中心處于所述雙孔椎片3-1的橢圓短軸上，所述雙孔椎片3-1上的骨架槽3-1-3和凸臺3-1-3均偏離所述雙孔椎片3-1的左右中心線設置，所述骨架槽3-1-3與凸臺3-1-3之間的水平距離等于所述魚尾型卡板2的厚度，且所述凸臺3-1-3內(nèi)側(cè)面與所述雙孔椎片3-1左右中心線(即橢圓短軸)之間的水平距離等于所述魚尾型卡板2厚度的二分之一，由此在組裝之后，所述雙孔椎片3-1上的凸臺3-1-3內(nèi)側(cè)面與所述魚尾型卡板2的一側(cè)相接觸，所述魚尾型卡板2的另一側(cè)與所述柔性骨架I的內(nèi)側(cè)面相接觸。所述單孔椎片也按此方式卡固，在此不再贅述。[0042]在本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置的優(yōu)選實施方式中，如圖8所示，圖8是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于直線狀態(tài)下的俯視圖，所有雙孔椎片 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10 和單孔椎片 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6,
4-7，4-8, 4-9, 4-10依次橫向間隔垂直插入所述魚尾型卡板2上相應的椎片孔中,在插入所述雙孔椎片 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10 和所述單孔椎片 4-1, 4-2, 4-3,
4-4，4-5，4-6，4-7，4-8, 4-9, 4-10的時候可配合將所述柔性骨架依次從這些單、雙孔椎片上的骨架槽中穿過，以配合將這些單、雙孔椎片上的凸臺將其卡固在所述魚尾型卡板2上。較好的是，后一節(jié)雙孔椎片的長度(即橢圓長軸方向的尺寸)依次比前一節(jié)雙孔椎片的長度小，由此提高推進裝置前半段的靈活性；對稱設置在所述雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離，和對稱設置在所述雙孔椎片兩邊內(nèi)側(cè)線孔之間的距離均相應縮短，由此所述驅(qū)動線5-1，5-2的前半段和所述驅(qū)動線6-1，6-2在所述魚尾型卡板2兩側(cè)對稱分布，并與所述魚尾型卡板2之間成一個銳角，通過驅(qū)動線的收緊放松帶動魚尾骨架前半段發(fā)生變形，進而起到推進和控制方向的作用。較好的是，后一節(jié)單孔椎片的長度(即橢圓長軸方向的尺寸)依次比前一節(jié)單孔椎片的長度小，以及，第一節(jié)單孔椎片的長度(即橢圓長軸方向的尺寸)小于最后一節(jié)雙孔椎片的長度，由此提高推進裝置后半段的靈活性；對稱設置在所述單孔椎片兩邊線孔之間的距離也相應縮短，對稱設置在第一節(jié)單孔椎片兩邊線孔之間的距離小于對稱設置在最后一節(jié)雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離，由此所述驅(qū)動線5-1，5-2的后半段在所述魚尾型卡板2兩側(cè)對稱分布，并與所述魚尾型卡板2之間成一個銳角，通過驅(qū)動線的收緊放松帶動魚尾骨架后半段發(fā)生變形，進而起到推進和控制方向的作用。結(jié)合如圖9所示，圖9是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于C形彎曲狀態(tài)下的俯視圖，當圖2中的驅(qū)動器帶動其轉(zhuǎn)盤7逆時針旋轉(zhuǎn)時，所述驅(qū)動線5-1被放松，所述驅(qū)動線5-2被收緊。所述驅(qū)動線5-1，5-2為一對，所述驅(qū)動線6-1，6-2為一對，每一對驅(qū)動線可由一個或兩個驅(qū)動器完成收放。在圖9所示的變形實例中，所述驅(qū)動線5-2，6-2均被收緊，所述驅(qū)動線5_1，6-1被放松，其中所述驅(qū)動線5-2的收緊程度大于所述驅(qū)動線6-2收緊程度；所述驅(qū)動線5-1的放松程度大于所述驅(qū)動線6-1放松程度。結(jié)合如圖10所示，圖10是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于C形彎曲狀態(tài)下的俯視圖，隨著驅(qū)動線的收放，所述柔性骨架I和魚尾型卡板2在驅(qū)動線的拉動下發(fā)生彎曲變形，變形方向為朝向所述驅(qū)動線5-2，6-2收緊一側(cè)。在驅(qū)動器的往復運動下，柔性骨架I兩側(cè)的驅(qū)動線交替放松與收緊，帶動柔性骨架I及魚尾型卡板2往復彎曲擺動，由此產(chǎn)生鰺科類魚尾的擺動。結(jié)合如圖11所示，圖11是本實用新型線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置處于S形彎曲狀態(tài)下的俯視圖，所述驅(qū)動線5-2收緊、驅(qū)動線5-1放松，在雙孔椎片組3-X的帶動下，所述柔性骨架I及魚尾型卡板2的前半段向所述驅(qū)動線5-2 —側(cè)彎曲。彎曲部分為雙孔椎片組3-X的分布范圍內(nèi)的前半段，在此范圍之外，所述柔性骨架I及魚尾型卡板2的后半段狀態(tài)并不受驅(qū)動線5-1，5-2影響。與此同時，所述驅(qū)動線6-1，6-2在此基礎上進行收放，其長度變化為:在雙孔椎片組3-X分布的前半段范圍內(nèi)，所述驅(qū)動線6-1的前半段長度伸長、驅(qū)動線6-2的前半段長度縮短；在所述單孔椎片組4-X分布的后半段范圍內(nèi)，所述驅(qū)動線6-1的后半段長度縮短、驅(qū)動線6-2的后半段長度伸長。當所述驅(qū)動線6-1在所述柔性骨架I范圍內(nèi)長度伸長時，由驅(qū)動器放松驅(qū)動線6-1 ;當所述驅(qū)動線6-1在所述柔性骨架I范圍內(nèi)長度縮短時，由驅(qū)動器收緊所述驅(qū)動線6-1。所述驅(qū)動線6-2的收放與所述驅(qū)動線6-1相反。在所述單孔椎片組4-X分布的后半段范圍內(nèi)，所述柔性骨架I及魚尾型卡板2向所述驅(qū)動線6-1長度縮短的方向彎曲。所述柔性骨架I及魚尾型卡板2在驅(qū)動線拉動下產(chǎn)生一個S形的雙向彎曲。在驅(qū)動器往復運動下，所述柔性骨架I兩側(cè)的驅(qū)動線交替放松與收緊，帶動柔性骨架I及魚尾型卡板2往復彎曲變形，由此產(chǎn)生鰻狀類魚體的波動。此外，線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置不僅可以為水中航行器等仿生機構(gòu)提供推力，還可以控制其運動方向。
具體實施方式
為:當魚尾型卡板兩側(cè)驅(qū)動線交替收緊放松時的收緊量相等時，魚尾骨架做出平面對稱擺動，在一個擺動周期內(nèi)，推進裝置產(chǎn)生的凈側(cè)向力為零，水中航行器等仿生機構(gòu)沿直線運動；而當卡板兩側(cè)驅(qū)動線交替放松時的收緊量不相等時，魚尾骨架在平面內(nèi)的擺動不對稱，在一個擺動周期內(nèi)，推進裝置產(chǎn)生的凈側(cè)向力朝收緊量小的一側(cè)，此時該側(cè)向力推動水中航行器等仿生機構(gòu)向緊量大的一側(cè)偏轉(zhuǎn)。應當理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不足以限制本實用新型的技術方案，對本領域普通技術人員來說，在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進，而所有這些增減、替換、變換或改進后的技術方案，都應屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:該推進裝置包括柔性骨架、魚尾型卡板、雙孔椎片、單孔椎片和驅(qū)動線，所述魚尾型卡板上橫向間隔設置有適配所述雙孔椎片和單孔椎片垂直插入的椎片孔，所述雙孔椎片位于所述魚尾型卡板的前半段，所述單孔椎片位于所述魚尾型卡板的后半段，所述柔性骨架依次穿過所述雙孔椎片和單孔椎片，并將其卡固在所述魚尾型卡板上，所述雙孔椎片的兩邊分別設置有兩個適配所述驅(qū)動線穿過的線孔，所述單孔椎片的兩邊分別設置有一個適配所述驅(qū)動線穿過的線孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:后一節(jié)雙孔椎片的長度依次小于前一節(jié)雙孔椎片的長度，后一節(jié)單孔椎片的長度依次小于前一節(jié)單孔椎片的長度，第一節(jié)單孔椎片的長度小于最后一節(jié)雙孔椎片的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:后一節(jié)雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離依次小于前一節(jié)雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離，后一節(jié)雙孔椎片兩邊內(nèi)側(cè)線孔之間的距離依次小于前一節(jié)雙孔椎片兩邊內(nèi)側(cè)線孔之間的距離，后一節(jié)單孔椎片兩邊線孔之間的距離依次小于前一節(jié)單孔椎片兩邊線孔之間的距離，第一節(jié)單孔椎片兩邊線孔之間的距離小于最后一節(jié)雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:所述雙孔椎片和單孔椎片的上下兩邊均設置有突出表面的凸臺，所述雙孔椎片和單孔椎片的中心處均設置有適配所述柔性骨架穿過的骨架槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:所述雙孔椎片和單孔椎片上的骨架槽和凸臺均偏離左右中心線設置，所述骨架槽與凸臺之間的水平距離等于所述魚尾型卡板的厚度，所述凸臺的內(nèi)側(cè)面與左右中心線之間的水平距離等于所述魚尾型卡板厚度的二分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:所述雙孔椎片和單孔椎片均呈橢圓形片狀，所述雙孔椎片和單孔椎片上的線孔均以橢圓的短軸為對稱軸對稱設置在橢圓的長軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:所述魚尾型卡板上的椎片孔沿該魚尾型卡板的長度方向水平等間隔平行設置，所述椎片孔的長度與相應的雙孔椎片或單孔椎片的寬度相適配，所述椎片孔的寬度與相應的雙孔椎片或單孔椎片的厚度相適配，所述椎片孔的長度方向與所述魚尾型卡板的長度方向相垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置，其特征在于:依次穿過所述雙孔椎片兩邊內(nèi)側(cè)線孔的驅(qū)動線設置為纏繞在一驅(qū)動器上的同一根驅(qū)動線，依次穿過所述雙孔椎片兩邊外側(cè)線孔和所述單孔椎片兩邊線孔的驅(qū)動線設置為纏繞在另一驅(qū)動器上的同一根驅(qū)動線。
9.一種仿生機構(gòu)，包括設置在尾部的推進裝置，其特征在于:該推進裝置設置為如權(quán)利要求I至8中任一項所述的線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的仿生機構(gòu)，其特征在于:該仿生機構(gòu)包括仿生機器魚。
專利摘要本實用新型公開了線驅(qū)動柔性仿魚尾水下推進裝置及其仿生機構(gòu)，該推進裝置包括柔性骨架、魚尾型卡板、雙孔椎片、單孔椎片和驅(qū)動線，柔性骨架依次穿過位于魚尾型卡板前半段且兩邊分別設有兩個線孔的雙孔椎片和位于魚尾型卡板后半段且兩邊分別設有一個線孔的單孔椎片，并將其卡固在魚尾型卡板上。由于采用了柔性骨架串聯(lián)橫向間隔垂直插入魚尾型卡板的單、雙孔椎片，通過四根驅(qū)動線控制雙孔椎片，并通過外側(cè)的兩根驅(qū)動線控制單孔椎片，不僅可模擬做出鲹科類游動的C型擺動，而且也可模擬出鰻魚類游動的S型波動狀，還可通過控制驅(qū)動線的收緊量產(chǎn)生凈側(cè)向力實現(xiàn)航向的偏轉(zhuǎn)，較為真實地模擬出了魚類游動，而且結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于控制、推進效率也高。
文檔編號B63H1/36GK202966635SQ201220654089
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者李崢, 杜如虛 申請人:深圳市中科蓮花凈水科技有限公司