一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构制造技术

本实用新型专利技术提供一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，胸鳍机构与摇翼机构连接并由摇翼机构直接驱动胸鳍机构，摇翼机构包括摇翼舵机和舵机套，舵机套固定在摇翼舵机的后部；上下拍翼机构包括旋转支架、摆杆和上下拍翼舵机，其中舵机套能够转动地安装在旋转支架内，并且舵机套的转轴与旋转支架的转轴相互垂直，上下拍翼舵机安装在旋转支架的侧部，上下拍翼舵机通过摆杆驱动舵机套；前后拍翼机构包括固定框架和前后拍翼舵机，其中前后拍翼舵机通过齿轮组驱动旋转支架转动。本实用新型专利技术的结构更加紧凑。胸鳍推进机构采用模块化设计，对称分布在鱼体中轴线两侧。

A Three-Degree-of-Freedom Bionic Robot Fish Pectoral Fin Swing Rod Driven Propulsion Mechanism

The utility model provides a three-degree-of-freedom bionic robot fish pectoral fin swing rod driven propulsion mechanism, which is connected with the swing fin mechanism and drives the pectoral fin mechanism directly by the swing fin mechanism. The swing fin mechanism comprises a swing fin rudder and a rudder sleeve, which is fixed at the rear of the swing fin rudder; the up-down flapping wing mechanism includes a rotating support, a swing rod and an up-down flapping fin rudder, in which the rudder sleeve can rotate The upper and lower flapping rudder is installed on the side of the rotating bracket, and the upper and lower flapping rudder drives the sleeve through the swing rod. The front and rear flapping mechanism includes the fixed frame and the front and rear flapping rudder, in which the front and rear flapping rudder drives the rotating bracket through the gear set. The structure of the utility model is more compact. The pectoral fin propulsion mechanism is modularized and symmetrically distributed on both sides of the fish body's axis.

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构
本技术属于水下生物仿生机械
，具体涉及一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构。
技术介绍
随着科技的发展，人类对水下的探索兴趣大大加快，为了方便水下探索的需要，人们已经技术了一系列可以在水下运动和工作的机器，然而在水下工作，由于环境与陆地大不相同，因此传统的机器耗时耗力，在此基础上，人们根据仿生学原理，技术了一些仿生机器鱼，以便可以简单高效在水下工作。当前水下机器鱼胸鳍为了简化机构多采用一或二自由度，虽然可以实现简单运动，但并没有达到仿生鱼胸鳍可以三自由度运动。为了实现更加逼真的仿生效果和实现复杂运动，仿生机器鱼胸鳍实现三自由度运动已经成为必然需求。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述缺陷，提供一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，通过胸鳍可三自由度运动，灵活地实现仿生机器鱼前进、后退、转弯、俯仰以及翻滚等动作，从而使机器鱼可以在水下运动更加快捷自如。本技术的技术方案，包括：一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，包括底座和安装在底座上的两组上下拍翼机构、摇翼机构、前后拍翼机构、胸鳍机构，其中：所述胸鳍机构与所述摇翼机构连接并由所述摇翼机构直接驱动所述胸鳍机构，所述摇翼机构包括摇翼舵机和舵机套，所述舵机套固定在所述摇翼舵机的后部；所述上下拍翼机构包括旋转支架、摆杆和上下拍翼舵机，其中所述舵机套能够转动地安装在所述旋转支架内，并且所述舵机套的转轴与所述旋转支架的转轴相互垂直，所述上下拍翼舵机安装在所述旋转支架的侧部，所述上下拍翼舵机通过所述摆杆驱动所述舵机套，使所述舵机套能够上下摆动；所述前后拍翼机构包括固定框架和前后拍翼舵机，其中所述前后拍翼舵机通过齿轮组驱动所述旋转支架转动使所述旋转支架左右转动。所述胸鳍机构包括胸鳍、输出轴和万向节，所述胸鳍通过输出轴和万向节与所述摇翼机构连接。所述摇翼机构包括摇翼舵机。所述旋转支架包括U形架和侧板，所述U形架和所述侧板连接形成环形框架。所述齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，其中所述第一齿轮通过所述上下拍翼舵机驱动，所述第二齿轮驱动所述旋转支架。所述舵机套的后部设有与所述摆杆配合的拨孔。所述摇翼机构的两侧分别通过一个固定块固定在所述内齿轮部件的侧面，并且所述内齿轮部件设为双侧对称结构。所述胸鳍的形状为扇形。所述底座的材料由黄铜或铝合金制成。本技术提供的三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，摇翼机构嵌套在上下拍翼机构之中，上下拍翼机构又嵌套在前后拍翼机构之中。三者之间依次堆叠在一起，从而使整体机构的结构更加紧凑。胸鳍推进机构采用模块化设计，对称分布在鱼体中轴线两侧。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1是本技术实施例的立体图；图2是本技术的摇翼机构爆炸图；图3是本技术的上下拍翼机构立体图；图4是本技术的上下拍翼机构爆炸图；图5是本技术的前后拍翼机构爆炸图；图6是本技术实施例的立体图。图中：1、胸鳍；2、输出轴；3、套筒；4、万向节；5、端盖；6、端盖；7、摇翼舵机；8、舵机套；9、旋转支架；10、上下拍翼舵机；11、旋转支架侧板；12、端盖；13、摆杆；14、底座；15、顶盖；16、齿轮；17、齿轮；18、端盖；19、前后摇翼舵机。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-6所示，根据本技术的实施例，提供了一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，包括底座14和安装在底座14上的两组上下拍翼机构、摇翼机构、前后拍翼机构、胸鳍机构，其中：所述胸鳍机构与所述摇翼机构连接并由所述摇翼机构直接驱动所述胸鳍机构，所述摇翼机构包括摇翼舵机7和舵机套8，所述舵机套8固定在所述摇翼舵机7的后部；所述上下拍翼机构包括旋转支架9、摆杆13和上下拍翼舵机10，其中所述舵机套8能够转动地安装在所述旋转支架9内，并且所述舵机套8的转轴与所述旋转支架9的转轴相互垂直，所述上下拍翼舵机安装在所述旋转支架9的侧部，所述上下拍翼舵机10通过所述摆杆13驱动所述舵机套8，使所述舵机套8能够上下摆动；所述前后拍翼机构包括固定框架和前后拍翼舵机19，其中所述前后拍翼舵机19通过齿轮组驱动所述旋转支架9转动使所述旋转支架9左右转动。所述胸鳍机构包括胸鳍1、输出轴2和万向节4，所述胸鳍1通过输出轴2和万向节4与所述摇翼机构连接。所述摇翼机构包括摇翼舵机7。所述旋转支架9包括U形架和侧板，所述U形架和所述侧板连接形成环形框架。所述齿轮组包括相互啮合的第一齿轮16和第二齿轮17，其中所述第一齿轮通过所述上下拍翼舵机驱动，所述第二齿轮驱动所述旋转支架。所述舵机套的后部设有与所述摆杆配合的拨孔。所述摇翼机构的两侧分别通过一个固定块固定在所述内齿轮部件的侧面，并且所述内齿轮部件设为双侧对称结构。所述胸鳍1的形状为扇形。所述底座14的材料由黄铜或铝合金制成。本专利技术实施例的工作进程为：当仅是摇翼舵机7驱动时，它带动输出轴2旋转，从而实现摇翼拍翼运动。当仅是上下拍翼舵机10驱动时，带动摆杆13上下摆动，通过舵机套8上的曲线轨迹带动舵机套8绕着支承在旋转支架9上的轴转动，从而实现胸鳍1上下拍翼运动。当仅是前后拍翼舵机19驱动时，舵机输出轴旋转带动齿轮17旋转，从而带动齿轮16以及旋转支架9转动，从而实现胸鳍1的前后拍翼运动。当两个舵机两两运动或者三个舵机同时运动时，则可实现整个机构的拍翼和摇翼的复合运动。本技术提供的三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，可以实现胸鳍摇翼，上下拍翼以及前后拍翼共三个自由度运动。并且，既能实现三个舵机各自所对应的独立运动，又能实现两两之间以及三者之间复杂的复合运动。仿生胸鳍推进机构的前后拍翼机构，摇翼机构以及上下拍翼机构三者呈直线分布且三个舵机的传动轴两两垂直，从而整体宽度减小，使得鱼体较瘦，提高仿生机器鱼的游动效率和灵活性。综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，其特征在于，包括底座和安装在底座上的两组上下拍翼机构、摇翼机构、前后拍翼机构、胸鳍机构，其中：所述胸鳍机构与所述摇翼机构连接并由所述摇翼机构直接驱动所述胸鳍机构，所述摇翼机构包括摇翼舵机和舵机套，所述舵机套固定在所述摇翼舵机的后部；所述上下拍翼机构包括旋转支架、摆杆和上下拍翼舵机，其中所述舵机套能够转动地安装在所述旋转支架内，并且所述舵机套的转轴与所述旋转支架的转轴相互垂直，所述上下拍翼舵机安装在所述旋转支架的侧部，所述上下拍翼舵机通过所述摆杆驱动所述舵机套，使所述舵机套能够上下摆动；所述前后拍翼机构包括固定框架和前后拍翼舵机，其中所述前后拍翼舵机通过齿轮组驱动所述旋转支架转动使所述旋转支架左右转动。

【技术特征摘要】
1.一种三自由度仿生机器鱼胸鳍摆杆驱动式推进机构，其特征在于，包括底座和安装在底座上的两组上下拍翼机构、摇翼机构、前后拍翼机构、胸鳍机构，其中：所述胸鳍机构与所述摇翼机构连接并由所述摇翼机构直接驱动所述胸鳍机构，所述摇翼机构包括摇翼舵机和舵机套，所述舵机套固定在所述摇翼舵机的后部；所述上下拍翼机构包括旋转支架、摆杆和上下拍翼舵机，其中所述舵机套能够转动地安装在所述旋转支架内，并且所述舵机套的转轴与所述旋转支架的转轴相互垂直，所述上下拍翼舵机安装在所述旋转支架的侧部，所述上下拍翼舵机通过所述摆杆驱动所述舵机套，使所述舵机套能够上下摆动；所述前后拍翼机构包括固定框架和前后拍翼舵机，其中所述前后拍翼舵机通过齿轮组驱动所述旋转支架转动使所述旋转支架左右转动。2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈引娟，董迎波，李宗刚，石慧荣，葛立明，赵冬艳，张晓燕，刘荣珍，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62