巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種基于振蕩水翼海(潮)流能發(fā)電的仿生機(jī)器魚的尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]仿生機(jī)器魚主要運(yùn)用在海洋環(huán)境的探測(cè)等領(lǐng)域中。目前機(jī)器魚大多采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過本身儲(chǔ)備的能源來工作。受限于目前蓄電池的技術(shù)，儲(chǔ)存的能源有限，導(dǎo)致仿生機(jī)器魚的續(xù)航能力差。因此要想延長(zhǎng)仿生機(jī)器魚的續(xù)航能力，進(jìn)一步提高它的使用空間，必須要解決能源這一瓶頸問題。若仿生機(jī)器魚自身能利用海洋能進(jìn)行補(bǔ)充能源就能解決這一問題，為了實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器魚利用海(潮)流能的自充電功能，仿生機(jī)器魚的尾鰭必須在巡游模式和充電模式時(shí)處于不同的位置狀態(tài)(尾鰭與魚身的夾角不同)，這就需要一種能實(shí)現(xiàn)尾鰭在二種模式之間切換的機(jī)構(gòu)，本發(fā)明就是這樣產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，為仿生機(jī)器魚實(shí)現(xiàn)自充電提供一種巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)仿生機(jī)器魚尾鰭處于巡游狀態(tài)(尾鰭相對(duì)于魚身后傾)時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)尾鰭擺動(dòng)，給巡游提供動(dòng)力；當(dāng)仿生機(jī)器魚尾鰭處于充電狀態(tài)(尾鰭垂直于魚身)時(shí)，在海(潮)流作用下利用尾鰭振蕩發(fā)電，實(shí)現(xiàn)自充電儲(chǔ)能。
[0004]為達(dá)到上述目的本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案是:設(shè)計(jì)一種巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括外殼、電磁開關(guān)、銷、變棘輪機(jī)構(gòu)、齒條、齒輪、軸、尾鰭、彈簧，所述電磁開關(guān)置于外殼中，所述電磁開關(guān)的活動(dòng)鐵芯與變棘輪機(jī)構(gòu)通過銷聯(lián)結(jié)，所述變棘輪機(jī)構(gòu)與齒條通過過盈配合固定，所述齒條帶動(dòng)一對(duì)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒輪關(guān)于齒條對(duì)稱布置且安裝在軸上，所述軸固定連接在尾鰭的連接板上且安裝在外殼的固定孔中，所述固定孔中裝有軸承，所述齒條的另一端為導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿上套有一根彈簧，所述彈簧壓縮在齒條和外殼之間。
[0005]所述外殼有一個(gè)左部腔體和一個(gè)右部腔體，左部腔體安裝電磁開關(guān)，右部腔體安裝變棘輪機(jī)構(gòu)和齒輪齒條，并供齒輪齒條運(yùn)動(dòng)。
[0006]所述尾鰭關(guān)于齒條對(duì)稱設(shè)置。
[0007]本發(fā)明的巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在仿生機(jī)器魚的尾部，利用變棘輪機(jī)構(gòu)的伸縮特性使尾鰭夾角在巡游和充電模式之間轉(zhuǎn)換。當(dāng)仿生機(jī)器魚需要處于巡游狀態(tài)時(shí)，電磁開關(guān)通電，電磁開關(guān)的活動(dòng)鐵芯帶動(dòng)左棘輪向右移動(dòng)，左棘輪的齒狀右端接觸到右棘輪之后將右棘輪上的定位塊帶離定位槽并迫使右棘輪旋轉(zhuǎn)，電磁開關(guān)失電后，活動(dòng)鐵芯帶動(dòng)左棘輪向左移動(dòng)到初始位置，右棘輪的定位塊在彈簧的作用下向左移動(dòng)，被鎖定在滑動(dòng)槽左端，進(jìn)而帶動(dòng)齒條向左移動(dòng)，齒條的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使尾鰭相對(duì)于魚身后傾達(dá)到巡游狀態(tài)；當(dāng)仿生機(jī)器魚需要處于充電狀態(tài)時(shí)，電磁開關(guān)通電，電磁開關(guān)的活動(dòng)鐵芯帶動(dòng)左棘輪向右移動(dòng)，左棘輪的鋸齒狀右端接觸到右棘輪之后將右棘輪上的定位塊帶離滑動(dòng)槽并迫使右棘輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)，電磁開關(guān)失電后，活動(dòng)鐵芯帶動(dòng)左棘輪向左移動(dòng)到初始位置，在彈簧的作用下，右棘輪的定位塊被鎖定在棘輪筒上的限位塊的凹槽內(nèi)，此時(shí)齒條相對(duì)于巡游狀態(tài)時(shí)已經(jīng)向右移動(dòng)一段距離，齒條的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使尾鰭垂直于魚身達(dá)到充電狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明的巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)如下:
[0009]1、本發(fā)明的巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)通過對(duì)稱設(shè)置齒輪，可以將齒條的平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到尾鰭變角的功能。
[0010]2、本發(fā)明的巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)的變棘輪機(jī)構(gòu)配合彈簧可以實(shí)現(xiàn)尾鰭兩個(gè)工位(巡游模式和充電模式)的自鎖，簡(jiǎn)單有效，穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0011]本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。
[0012]圖1為本發(fā)明巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明電磁開關(guān)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明外殼示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明變棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)整體示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明變棘輪機(jī)構(gòu)左棘輪示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明變棘輪機(jī)構(gòu)棘輪筒示意圖。
[0018]圖7為本發(fā)明變棘輪機(jī)構(gòu)右棘輪示意圖。
[0019]圖8為本發(fā)明去掉外殼的齒輪齒條機(jī)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0021 ] 參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，該發(fā)明的巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括外殼(1)、電磁開關(guān)(2)、銷(3)、變棘輪機(jī)構(gòu)(4)、齒條(5)、齒輪(6)、軸(7)、尾鰭(8)、彈簧(9)，所述外殼(I)包含左邊腔體(11)和右邊腔體(12)，所述右邊腔體(12)上設(shè)有四個(gè)固定孔(121)，所述固定孔(121)中裝有軸承，所述左邊腔體(11)內(nèi)安裝有電磁開關(guān)(2)，所述電磁開關(guān)(2)的活動(dòng)鐵芯(21)處設(shè)有連接孔(211)，所述齒條
(5)左端開有裝配孔(51)，所述齒條(5)右端的導(dǎo)桿(52)上套有彈簧(9)，所述彈簧(9)壓縮在齒條(5)和外殼(I)之間。
[0022]所述變棘輪機(jī)構(gòu)(4)包括左棘輪(41)、棘輪筒(42)和右棘輪(43)，所述左棘輪(41)上設(shè)有定位孔(411)、滑塊(412)和齒形端頭(413)，所述定位孔(411)和連接孔(211)通過銷
(3)連接，所述棘輪筒(42)上設(shè)有滑動(dòng)槽(421)和限位塊(422)，所述限位塊(422)上開有導(dǎo)向槽(4221)、導(dǎo)向斜面(4222)和凹槽(4223)，所述左棘輪(41)的滑塊(412)插入棘輪筒(42)的滑動(dòng)槽(421)和導(dǎo)向槽(4221)中，所述右棘輪(43)上設(shè)有定位塊(431)和軸頭(432)，所述定位塊(431)的端頭開有定位斜面(4311)，所述定位塊(431)安裝在棘輪筒(42)的滑動(dòng)槽
(421)中，所述棘輪筒(42)固定在外殼(I)上，所述變棘輪機(jī)構(gòu)(4)的運(yùn)動(dòng)過程為:左棘輪(41)向右移動(dòng)時(shí)，左棘輪(41)上的滑塊(412)在棘輪筒(42)的滑動(dòng)槽(421)和導(dǎo)向槽(4221)中右移，齒形端頭(413)推動(dòng)同樣在滑動(dòng)槽(421)中的右棘輪(43)的定位塊(431)右移，從而推動(dòng)右棘輪(43)右移。當(dāng)右棘輪(43)的定位塊(431)右移至最右端位置后，在彈簧(9)的彈力以及導(dǎo)向斜面(4222)和定位斜面(4311)的共同作用下，將定位塊(431)頂死在限位塊
(422)的凹槽(4221)中。
[0023]所述右棘輪(43)的軸頭(432)和齒條(5)左端的裝配孔(51)通過過盈配合固定，所述齒條(5)與齒輪(6)嚙合，所述齒輪(6)安裝在軸(7)上，所述軸(7)固定連接在尾鰭(8)的連接板(81)上，所述軸(7)安裝在外殼(I)上固定孔(121)的軸承中。
[0024]所述齒輪(6)、軸(7)和尾鰭(8)各有兩個(gè)，關(guān)于齒條(5)對(duì)稱布置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括外殼(I)、電磁開關(guān)(2)、銷(3)、變棘輪機(jī)構(gòu)(4)、齒條(5)、齒輪(6)、軸(7)、尾鰭(8)、彈簧(9)，其特征在于所述外殼(I)包含左邊腔體(11)和右邊腔體(12)，所述右邊腔體(12)上設(shè)有四個(gè)固定孔(121)，所述固定孔(121)中裝有軸承，所述左邊腔體(11)內(nèi)安裝有電磁開關(guān)(2)，所述電磁開關(guān)(2)的活動(dòng)鐵芯(21)處設(shè)有連接孔(211)，所述變棘輪機(jī)構(gòu)(4)包括左棘輪(41)、棘輪筒(42)和右棘輪(43)，所述左棘輪(41)上設(shè)有定位孔(411)、滑塊(412)和齒形端頭(413)，所述定位孔(411)和連接孔(211)通過銷(3)連接，所述棘輪筒(42)上設(shè)有滑動(dòng)槽(421)和限位塊(422)，所述限位塊(422)上開有導(dǎo)向槽(4221)、導(dǎo)向斜面(4222)和凹槽(4223)，所述左棘輪(41)的滑塊(412)插入棘輪筒(42)的滑動(dòng)槽(421)和導(dǎo)向槽(4221)中，所述右棘輪(43)上設(shè)有定位塊(431)和軸頭(432)，所述定位塊(431)的端頭開有定位斜面(4311)，所述定位塊(431)安裝在棘輪筒(42)的滑動(dòng)槽(421)中，所述棘輪筒(42)固定在外殼(I)上，所述齒條(5)上開有裝配孔(51)和導(dǎo)桿(52)，所述右棘輪(43)的軸頭(432)和齒條(5)左端的裝配孔(51)通過過盈配合固定，所述導(dǎo)桿(52)上套有彈簧(9)，所述彈簧(9)壓縮在齒條(5)和外殼(I)之間，所述齒條(5)與齒輪(6)嚙合，所述齒輪(6)安裝在軸(7)上，所述軸(7)固定連接在尾鰭(8)的連接板(81)上，所述軸(7)安裝在外殼(I)上固定孔(121)的軸承中，所述齒輪(6)、軸(7)和尾鰭(8)各有兩個(gè)，關(guān)于齒條(5)對(duì)稱布置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述巡游及充電模式可互換的仿生機(jī)器魚尾鰭夾角變動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述齒輪(6)、軸(7)和尾鰭(8)關(guān)于齒條(5)對(duì)稱設(shè)置。
【專利摘要】本發(fā)明的巡游及充電模式可互換的尾鰭夾角可變動(dòng)機(jī)構(gòu)由外殼、電磁開關(guān)、銷、變棘輪機(jī)構(gòu)、齒條、齒輪、軸、尾鰭、彈簧構(gòu)成，齒輪和尾鰭關(guān)于齒條對(duì)稱設(shè)置。當(dāng)仿生機(jī)器魚需要處于巡游(充電)狀態(tài)時(shí)，電磁開關(guān)通電，電磁開關(guān)的活動(dòng)鐵芯帶動(dòng)左棘輪向右移動(dòng)，左棘輪的齒狀右端接觸到右棘輪之后將右棘輪上的定位塊帶離定位槽(滑動(dòng)槽)并迫使右棘輪旋轉(zhuǎn)，電磁開關(guān)失電后，活動(dòng)鐵芯帶動(dòng)左棘輪向左移動(dòng)到初始位置，右棘輪的定位塊在彈簧的作用下向左移動(dòng)，被鎖定在滑動(dòng)槽(定位槽)左端，進(jìn)而帶動(dòng)齒條向左(右)移動(dòng)，齒條的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使尾鰭相對(duì)于魚身后傾達(dá)到巡游(充電)狀態(tài)。通過本發(fā)明，提高了機(jī)器魚的續(xù)航能力，保證了機(jī)器魚的工作質(zhì)量。
【IPC分類】B63H23/02, B63H1/36
【公開號(hào)】CN105539793
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610136596
【發(fā)明人】張麗珍, 李維維, 楊朦朦, 邵祺, 楊加慶
【申請(qǐng)人】上海海洋大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日