一種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)，包括一流水速度可調(diào)的水槽，水槽中相互間隔設(shè)置著一擺動(dòng)鰭裝置和至少一組波動(dòng)鰭裝置；所述擺動(dòng)鰭裝置包括一動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)的輸出軸通過一測(cè)力傳感器連接著仿尾鰭擺片；所述每組波動(dòng)鰭裝置各自通過一連桿定位在水槽壁上，每組波動(dòng)鰭裝置均包括有一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接著一凸輪組，凸輪組下方設(shè)置著一排由其驅(qū)動(dòng)的可依序伸縮的連桿，連桿的頂端連接著仿波動(dòng)鰭的波片。本實(shí)用新型能快速地獲得波動(dòng)鰭不同波長(zhǎng)、擺幅和頻率的運(yùn)動(dòng)對(duì)于尾跡區(qū)域擺動(dòng)鰭推進(jìn)的性能影響參數(shù)，可為多鰭組合推進(jìn)的水下仿生機(jī)器魚的魚鰭合理布局和游動(dòng)性能提供很好的設(shè)計(jì)依據(jù)。
【專利說明】一種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)系統(tǒng)，具體為一種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，作為水下潛器和水下機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)之一的推進(jìn)系統(tǒng)，多采用螺旋槳和葉輪式等原理的常規(guī)推進(jìn)器，并多以電磁馬達(dá)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，這些常規(guī)推進(jìn)器存在能源利用率低、結(jié)構(gòu)尺寸和重量大、對(duì)環(huán)境擾動(dòng)大、噪音大、動(dòng)密封和可靠性差等許多缺點(diǎn)。另外，以常規(guī)推進(jìn)方式驅(qū)動(dòng)的水下運(yùn)動(dòng)裝置存在起動(dòng)、加速性能弱，運(yùn)動(dòng)靈活性以及隱蔽性能差等缺點(diǎn)，且受承載空間和承載能力的限制，造成水下潛器和水下機(jī)器人作業(yè)時(shí)間短、范圍小，限制了它們的應(yīng)用。
[0003]而海洋中的水生動(dòng)物，經(jīng)過漫長(zhǎng)的自然選擇過程，發(fā)展了各具特色的水中運(yùn)動(dòng)能力，十幾億年的進(jìn)化造就了完美的運(yùn)動(dòng)方式，其超凡的水中運(yùn)動(dòng)能力為各式現(xiàn)代化的水面艦船和水下航行器所望塵莫及。
[0004]因此，近幾年來針對(duì)仿魚形推進(jìn)器的研究日益增多，研究人員及工程師開始關(guān)注和著手研究各種游動(dòng)模式的魚類，然而對(duì)于這些活體魚類進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的可重復(fù)性相當(dāng)差，活魚無法按照科學(xué)家預(yù)期的安排進(jìn)行游動(dòng)，而仿生魚本身就是一個(gè)新生的事物，因此目前還沒有很好的專用測(cè)試系統(tǒng)來測(cè)試仿生魚中波動(dòng)鰭與尾鰭之間運(yùn)動(dòng)性能的相互影響參數(shù)，給仿生魚的實(shí)際設(shè)計(jì)制造帶來很大的困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)，其能快速地獲得波動(dòng)鰭不同波長(zhǎng)、擺幅和頻率的運(yùn)動(dòng)對(duì)于尾跡區(qū)域擺動(dòng)鰭推進(jìn)的性能影響參數(shù)，可為多鰭組合推進(jìn)的水下仿生機(jī)器魚的魚鰭合理布局和游動(dòng)性能提供很好的設(shè)計(jì)依據(jù)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括一流水速度可調(diào)的水槽，水槽中相互間隔設(shè)置著一擺動(dòng)鰭裝置和至少一組波動(dòng)鰭裝置；所述擺動(dòng)鰭裝置包括一定位在水槽壁上的動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)的輸出軸通過一測(cè)力傳感器連接著仿尾鰭擺片；所述每組波動(dòng)鰭裝置各自通過一連桿定位在水槽壁上，每組波動(dòng)鰭裝置均包括有一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接著一凸輪組，凸輪組下方設(shè)置著一排由其驅(qū)動(dòng)的可依序伸縮的連桿，連桿的頂端連接著仿波動(dòng)鰭的波片。
[0008]進(jìn)一步的，上述測(cè)力傳感器為六分量測(cè)力傳感器。
[0009]整個(gè)裝置置于流速可控的水槽中，水流方向由右向左。
[0010]在試驗(yàn)時(shí)，通過控制波動(dòng)鰭裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)凸輪組下的一排連桿上下運(yùn)動(dòng)，通過合理設(shè)置凸輪組機(jī)構(gòu)可使得各連桿依序上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的時(shí)間差，綜合表現(xiàn)在連桿頂端的波片就可產(chǎn)生一定波長(zhǎng)、擺幅和頻率的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)，形成各種仿波動(dòng)鰭運(yùn)動(dòng)。同時(shí)通過動(dòng)力電機(jī)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)六分量測(cè)力傳感器上的仿尾鰭擺片擺動(dòng)，通過六分量測(cè)力傳感器測(cè)仿尾鰭擺片在不同波動(dòng)鰭運(yùn)動(dòng)中的推進(jìn)力、升力和扭矩等力學(xué)性能，并以此來分析波動(dòng)鰭運(yùn)動(dòng)對(duì)于尾跡區(qū)域擺動(dòng)鰭推進(jìn)的性能影響，為多鰭組合推進(jìn)的水下仿生機(jī)器魚的魚鰭合理布局和游動(dòng)性能提供很好的設(shè)計(jì)依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2、本實(shí)用新型擺動(dòng)鰭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3、本實(shí)用新型波動(dòng)鰭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1-3所示，一種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)，包括一流水速度可調(diào)的水槽1，水槽I中相互間隔設(shè)置著一擺動(dòng)鰭裝置2和至少一組波動(dòng)鰭裝置3 ;在本實(shí)施例中，波動(dòng)鰭裝置3為兩組，在實(shí)際中可根據(jù)需要設(shè)定相應(yīng)組數(shù)。
[0015]所述擺動(dòng)鰭裝置2包括一定位在水槽I壁上的動(dòng)力電機(jī)21，動(dòng)力電機(jī)21的輸出軸通過一六分量測(cè)力傳感器22連接著仿尾鰭擺片23。
[0016]所述每組波動(dòng)鰭裝置3各自通過一連桿4定位在水槽I壁上，每組波動(dòng)鰭裝置3均包括有一驅(qū)動(dòng)電機(jī)31，驅(qū)動(dòng)電機(jī)31的輸出軸連接著一凸輪組32，凸輪組32下方設(shè)置著一排由其驅(qū)動(dòng)的可依序伸縮的連桿33，連桿33的頂端連接著仿波動(dòng)鰭的波片34。
[0017]在試驗(yàn)時(shí)，流速可控的水槽I中水流方向由右向左。
[0018]通過控制波動(dòng)鰭裝置3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)31運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)凸輪組32下的一排連桿33上下運(yùn)動(dòng)，通過合理設(shè)置凸輪組32機(jī)構(gòu)可使得各連桿33依序上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的時(shí)間差，綜合表現(xiàn)在連桿33頂端的波片34就可產(chǎn)生一定波長(zhǎng)、擺幅和頻率的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)，形成各種仿波動(dòng)鰭運(yùn)動(dòng)。
[0019]同時(shí)通過動(dòng)力電機(jī)21運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)六分量測(cè)力傳感器22上的仿尾鰭擺片23擺動(dòng)，通過六分量測(cè)力傳感器22測(cè)試仿尾鰭擺片23在不同波動(dòng)鰭運(yùn)動(dòng)中的推進(jìn)力、升力和扭矩等力學(xué)性能，并以此來分析波動(dòng)鰭運(yùn)動(dòng)對(duì)于尾跡區(qū)域擺動(dòng)鰭推進(jìn)的性能影響，為多鰭組合推進(jìn)的水下仿生機(jī)器魚的魚鰭合理布局和游動(dòng)性能提供很好的設(shè)計(jì)依據(jù)。
[0020]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并非對(duì)發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)原理對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種專用于測(cè)試波動(dòng)鰭對(duì)擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)性能影響的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括一流水速度可調(diào)的水槽，水槽中相互間隔設(shè)置著一擺動(dòng)鰭裝置和至少一組波動(dòng)鰭裝置；所述擺動(dòng)鰭裝置包括一定位在水槽壁上的動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)的輸出軸通過一測(cè)力傳感器連接著仿尾鰭擺片；所述每組波動(dòng)鰭裝置各自通過一連桿定位在水槽壁上，每組波動(dòng)鰭裝置均包括有一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接著一凸輪組，凸輪組下方設(shè)置著一排由其驅(qū)動(dòng)的可依序伸縮的連桿，連桿的頂端連接著仿波動(dòng)鰭的波片。
2.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)力傳感器為六分量測(cè)力傳感器。
【文檔編號(hào)】B63H20/36GK203652098SQ201320804739
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】何建慧 申請(qǐng)人:何建慧, 臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院