連接一個第一舵機11單獨驅(qū)動，將第一舵機輸出動力轉(zhuǎn)化為鰭條擺動動力，可以以特定的幅值和頻率周期性擺動
[0035]長鰭9的鰭面是乳膠材料的柔性薄膜做成，具有一定彈性模量，能在鰭條帶動下實現(xiàn)多種正弦或其他類型的波形并與水作用產(chǎn)生穩(wěn)定的推進力。
[0036]第一舵機11和第二舵機16采用⑶S5516型數(shù)字舵機，其體積小，轉(zhuǎn)速快，控制精度較高，多個第一舵機11緊密排列，總體體積小，質(zhì)量輕，游速較快。
[0037]根據(jù)上述技術(shù)方案制作的仿生波動長鰭水下推進器具有很強的擴展性，即可在水中獨立地模擬刀魚進行三維游動，又可安裝在水下機器平臺兩側(cè)模擬鰩魚運動，還可增加波動鰭推進器的個數(shù)搭建新型水下航行器。
[0038]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于包括:上半筒、下半筒、密封圈、螺絲孔、氣門嘴芯、防水插頭、多個第一錐齒輪、多個鰭條、長鰭、控制電路板、多個第一舵機、多個壓條、第一軸承座、配重塊、絲桿、第二舵機、螺絲孔、電池組件，以及多路第一舵機動力輸出結(jié)構(gòu)由一長軸、多個鰭條座、多個第二軸承座、多個軸套、多個聚四氟乙烯圈、多個格來圈、多個滾珠軸承、多個第二錐齒輪組成，其中: 由上半筒、下半筒組成圓筒形腔體；在上半筒與下半筒之間設(shè)置有密封圈，上半筒、下半筒和密封圈固定連接并壓緊構(gòu)成一個密封腔體；在上半筒的外殼頂部設(shè)置有氣門嘴芯和防水插頭；長鰭設(shè)置于圓筒形腔體下部，長鰭上具有多根鰭條，所有鰭條等間距分布在長鰭的鰭面上，并每根鰭條的一端插入對應(yīng)的鰭條座中固定，長鰭的鰭面與每根鰭條連接一體結(jié)構(gòu)；在上半筒、下半筒的腔體內(nèi)部結(jié)構(gòu)含有控制電路板、多個第一舵機、多個壓條、第一軸承座、可調(diào)節(jié)配重塊、絲桿、第二舵機、多個螺絲孔、電池組件；在下半筒的后部設(shè)置有一第二舵機，第二舵機的輸出軸連接絲杠，絲桿中設(shè)置有配重塊，絲杠一端置于第一軸承座中，第二舵機帶動絲桿轉(zhuǎn)動，即可調(diào)節(jié)配重塊的位置，從而調(diào)節(jié)波動鰭推進器的重心和浮心相對位置，進而調(diào)節(jié)波動鰭推進器運動的俯仰角，有利于實現(xiàn)波動鰭推進器在水下的三維運動； 在密封腔體內(nèi)部安裝有控制電路板、多個第一舵機和電池組件，控制電路板放置于密封腔體前部凹槽中并固定連接，并控制電路板與多個第一舵機通過舵機線連接，多個第一舵機并排等間距放置于下半筒中并通過對應(yīng)的螺絲孔用螺絲固定在下半筒中；電池組件放置于上半筒中；并電池組件與控制電路板連接，向控制電路板供電； 多路第一舵機動力輸出結(jié)構(gòu)中的每路第一舵機動力輸出結(jié)構(gòu)由鰭條座、第二軸承座、軸套、聚四氟乙烯圈、格來圈、滾珠軸承、第二錐齒輪組成，其中每路第一舵機的動力輸出軸置于軸套的一端部中，每個聚四氟乙烯圈置于對應(yīng)的格來圈中組合成一斯特封；每個軸套一端部依序置于斯特封、下半筒的外殼上的軸孔中，并軸套的另一端部延伸至圓筒形腔體外部，在圓筒形腔體、第二錐齒輪之間放置壓條，用于將圓筒形腔體、軸套和斯特封壓緊固定，防止每個第一舵機的動力輸出軸轉(zhuǎn)動過程中，水從下半筒的外殼上的軸孔滲入到圓筒形腔體內(nèi)部； 第二軸承座的中部具有圓形通孔，第二軸承座的端面上設(shè)置有對應(yīng)的鰭條座，在每個鰭條座的中部設(shè)置有圓形通孔且與第二軸承座的圓形通孔同心；每個鰭條座通過第一舵機的花鍵與第一錐齒輪緊配合，第一錐齒輪與第二錐齒輪相互嚙合，一根長軸穿過每個第二軸承座的圓形通孔和每個鰭條座的圓形通孔，長軸用于保證所有的每個第二軸承座的圓形通孔和每個鰭條座的圓形通孔同心；軸套的中部設(shè)計有六角形臺階，軸套與對應(yīng)的第二錐齒輪緊配合，用于帶動第二錐齒輪轉(zhuǎn)動；在第二錐齒輪的下端面設(shè)置有對應(yīng)的第二軸承座，第二錐齒輪的下端面與對應(yīng)的第二軸承座底部端面共面，用于限定第二錐齒輪位置，保證第二錐齒輪在平面內(nèi)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)；軸套位于圓筒形腔體外部的頂端設(shè)置成圓柱形軸，圓柱形軸伸至對應(yīng)的第二軸承座底部的圓形孔中，在每個第二軸承座的底部圓形孔內(nèi)設(shè)置有對應(yīng)的滾珠軸承，用于支撐對應(yīng)的軸套，保證對應(yīng)的軸套旋轉(zhuǎn)時與電機輸出軸孔以及第二軸承座的底部孔同心而不會發(fā)生傾斜偏轉(zhuǎn)，同時減少軸套與第二軸承座之間的摩擦阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述多路第一舵機動力輸出結(jié)構(gòu)是由每路第一舵機動力輸出結(jié)構(gòu)相同的獨立結(jié)構(gòu)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述上半筒、下半筒是由鋁合金材料制成圓筒形腔體結(jié)構(gòu)，用于在減輕自重基礎(chǔ)上保持較高的強度，抵抗深水壓力，減少前進方向的運動阻力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述密封圈是由軟硅膠材料制成；密封圈、上半筒和下半筒通過均勻分布在圓筒形腔體的外殼上的螺絲孔用內(nèi)六角螺絲連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述氣門嘴芯為輪胎氣門嘴芯，用于向圓筒形腔體充放氣，并維持圓筒形腔體充氣后的密封，使圓筒形腔體內(nèi)外部壓力一致，用于避免波動鰭推進器在深水中因水壓力過大而損壞外殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述防水插頭通過線纜連接電池組件和控制電路板，將電池組件的充電線和控制電路板的串口線纜引出，當波動鰭推進器內(nèi)電池組件耗盡后，可通過防水插頭將電池組件的充電線連接到外部電源上給電池組件充電，控制電路板的串口線纜連接至控制計算機上，控制計算機向控制電路板發(fā)送控制命令；控制計算機只需向控制電路板的發(fā)送串口命令即讓波動鰭推進器帶動水下機器平臺運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述電池組件以四個作為一組并聯(lián)放置，共六組電池，每組電池之間為串聯(lián)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述鰭條是由多根碳纖維材料制成，每根鰭條都通過第一錐齒輪、第二錐齒輪連接一個第一舵機單獨驅(qū)動，將第一舵機輸出動力轉(zhuǎn)化為鰭條擺動動力，以設(shè)定的幅值和頻率周期性擺動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述長鰭的鰭面是乳膠材料的柔性薄膜做成，能在鰭條帶動下實現(xiàn)多種正弦或其他類型的波形并與水作用產(chǎn)生穩(wěn)定的推進力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生波動長鰭水下推進器，其特征在于，所述第一舵機和第二舵機采用數(shù)字舵機。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種仿生波動長鰭水下推進器包括：上下半筒、密封圈、螺絲孔、氣門嘴芯、防水插頭、第一錐齒輪、多個鰭條、長鰭、控制電路板、第一、第二舵機、壓條、第一軸承座、配重塊、絲桿、螺絲孔、電池組件，以及多路第一舵機動力輸出結(jié)構(gòu)由一長軸、鰭條座、第二軸承座、軸套、聚四氟乙烯圈、格來圈、滾珠軸承、第二錐齒輪組成；上半筒、下半筒和密封圈連接并壓緊構(gòu)成一個密封腔體，長鰭設(shè)置于圓筒形腔體下部，長鰭上具有多根鰭條，所有鰭條等間距分布在長鰭的鰭面上。每根鰭條通過第一錐齒輪、第二錐齒輪連接一個第一舵機單獨驅(qū)動，長鰭鰭面是乳膠材料的柔性薄膜做成，能在鰭條帶動下實現(xiàn)多種正弦或其他類型的波形并與水作用產(chǎn)生穩(wěn)定的推進力。
【IPC分類】B63H1-36, B63H23-12
【公開號】CN104816808
【申請?zhí)枴緾N201510271823
【發(fā)明人】王碩, 王睿, 譚民
【申請人】中國科學院自動化研究所
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月25日