水中仿鱼尾推进系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提供一种水中仿鱼尾推进系统及其使用方法，该系统包括：仿鱼尾装置和动力装置，所述仿鱼尾装置的前端安装于待推进装置尾部，所述动力装置安装于所述仿鱼尾装置前端，且通过传动机构将所述动力装置的回转运动传递至所述仿鱼尾装置的输入轴；所述仿鱼尾装置包括首部、至少一个中部和尾部，所述中部和尾部外部设置有仿鱼尾骨架，且在输入轴的驱动下，所述仿鱼尾装置的首部、至少一个中部和尾部，带动其外部的仿鱼尾骨架回转运动，形成鱼尾拍打动作。本发明专利技术所述的仿鱼尾推进系统及其使用方法，运用仿生学，模仿海豚在海里运动方式，推进更加平缓，与水的打击不强烈，噪音也比较小，同样的机动性也会比传统的螺旋桨推进装置更加好。

Fishtail-like propulsion system in water and its application

The invention provides an underwater fish-tail-like propulsion system and its use method. The system comprises a fish-tail-like device and a power device. The front end of the fish-tail-like device is installed at the tail of the propulsion device, and the power device is installed at the front end of the fish-tail-like device, and the rotary motion of the power device is transmitted to the input shaft of the fish-tail-like device through a transmission mechanism. The fish-tail imitation device comprises a head, at least one middle part and a tail. The middle part and the outer part of the tail are provided with a fish-tail imitation skeleton. Driven by an input shaft, the head, at least one middle part and the tail of the fish-tail imitation device drive the outer fish-tail imitation skeleton to rotate and form a fish-tail slapping action. The fish-tail-like propulsion system and its use method of the invention use bionics to imitate the dolphin's movement mode in the sea, and the propulsion is more gentle, less striking with water, less noise, and the same mobility will be better than the traditional propeller propulsion device.

【技术实现步骤摘要】
水中仿鱼尾推进系统及其使用方法
本专利技术涉及仿生学推进装置
，具体而言，尤其涉及一种水中仿鱼尾推进系统及使用方法。
技术介绍
海洋占有整个地球百分之七十的面积，而对海洋的开发也是人类发展的重中之重，近几十年来。在海洋资源的开发与检测中，水下机器人的应用也是越来越多，无论是在民用还是军用方面，水下机器人都应用的很多。海洋的开发为水下机器人的发展提供了有利的发展平台。而在水下机器人中绝大部分是运用仿生学的知识，而仿生机器鱼无论是在仿生科研领域，还是在水下机器人科研领域，都是重要的科研方向之一。传统的推进系统不适用于现阶段的水下机器人，传统的推进设备是螺旋桨推进，而螺旋桨推进的缺点就是综合效率低、瞬时相应有严重滞后现象、运动灵活性能差。这些缺点都对水下机器人制作后的应用有较重的影响，如自主水下机器人(AUV)、无人水下探测器或无人无缆水下航行器(UUV)的实体化过程。
技术实现思路
根据上述提出传统的推进系统不适用于现阶段的水下机器人，传统的推进设备是螺旋桨推进，而螺旋桨推进的缺点就是综合效率低、瞬时相应有严重滞后现象、运动灵活性能差的技术问题，而提供一种水中仿鱼尾推进系统及其使用方法。本专利技术主要利用仿鱼尾装置的首部、至少一个中部和尾部，带动其外部的仿鱼尾骨架回转运动，形成鱼尾拍打动作，从而结合仿生学的知识，模仿海豚在海里运动方式，水中仿鱼尾推进装置，具有高效、机动性好和噪音小等优点。本专利技术采用的技术手段如下：一种水中仿鱼尾推进系统，包括：仿鱼尾装置和动力装置，所述仿鱼尾装置的前端安装于待推进装置尾部，所述动力装置安装于所述仿鱼尾装置前端，且通过传动机构将所述动力装置的回转运动传递至所述仿鱼尾装置的输入轴；所述仿鱼尾装置包括首部、至少一个中部和尾部，所述中部和尾部外部设置有仿鱼尾骨架，且在输入轴的驱动下，所述仿鱼尾装置的首部、至少一个中部和尾部，带动其外部的仿鱼尾骨架回转运动，形成鱼尾拍打动作。进一步地，所述的动力装置包括电动马达和减速齿轮箱，所述减速齿轮箱的输出轴传动连接有所述输入轴。进一步地，所述的首部具有双层传动链结构，所述首部的上层传动链包括输入轴、首部上输入轴连接齿轮、首部上第一传动齿轮、首部上第二传动齿轮、首部上输出齿和首部上输出轴；所述输入轴同所述首部上输入轴连接齿轮的中心键连接，所述首部上输入轴连接齿轮依次传动连接有首部上第一传动齿轮、首部上第二传动齿轮和首部上输出齿，所述首部上输出齿的中心键连接有首部上输出轴；所述首部的下层传动链包括输入轴、首部下输入轴连接齿轮、首部下传动齿轮、首部下输出轴齿轮和首部下输出轴；所述输入轴同所述首部下输入轴连接齿轮的中心键连接，所述首部下输入轴连接齿轮依次传动连接有首部下传动齿轮和首部下输出轴齿轮，所述首部下输出轴齿轮的中心键连接有首部下输出轴；所述首部下输出轴同所述中部前端的半内齿轮啮合，且驱动所述中部相对所述首部末端回转运动，所述首部上输出轴同所述中部内的齿轮传动连接，且向所述中部内的传动链结构传递驱动力。进一步地，所述仿鱼尾装置具有二个所述中部，分别为第一中部和第二中部，其中所述第一中部具有双层传动链结构，所述第一中部的上层传动链包括中部后半部分输入轴、中部后半部分输入轴齿轮、中部后半部分上传动齿轮、中部后半部分上输出轴齿轮和中部后半部分上输出轴；所述首部上输出轴同所述中部后半部分输入轴传动连接，所述中部后半部分输入轴同所述中部后半部分输入轴齿轮键连接，所述中部后半部分输入轴齿轮传动连接有中部后半部分上传动齿轮和中部后半部分上输出轴齿轮，所述中部后半部分上输出轴同所述中部后半部分上输出轴齿轮中心键连接；所述第一中部的下层传动链包括中部后半部分下第一传动齿轮、中部后半部分下第二传动齿轮、中部后半部分下输出轴齿轮和中部后半部分下输出轴；所述中部后半部分输入轴同所述中部后半部分下第一传动齿轮键连接，所述中部后半部分下第一传动齿轮传动连接有中部后半部分下第二传动齿轮和中部后半部分下输出轴齿轮，所述中部后半部分下输出轴齿轮同所述中部后半部分下输出轴键连接；所述中部后半部分上输出轴同所述第二中部前端的半内齿轮啮合，且驱动所述第二中部相对所述第一中部末端回转运动，所述中部后半部分下输出轴同所述第二中部内的齿轮传动连接，且向所述第二中部的传动链结构传递驱动力。进一步地，所述第二中部的输出轴同所述尾部的半内齿轮啮合，且驱动所述尾部相对所述第二中部末端回转运动。进一步地，所述仿鱼尾骨架为具有柔性伸缩能力的骨架结构。进一步地，所述仿鱼尾骨架包括第一仿鱼尾骨架、第二仿鱼尾骨架和第三仿鱼尾骨架，且所述第一仿鱼尾骨架套接于所述第一中部外部，所述第二仿鱼尾骨架套接于所述第二中部外部，所述第三仿鱼尾骨架套接于所述尾部外部。进一步地，所述首部上输出轴通过三个相同齿轮传动连接于所述中部后半部分输入轴。进一步地，所述首部上输出轴的转速为所述输入轴的二倍，所述首部下输出轴的转速同所述输入轴的转速相同。本专利技术还提供了一种上述水中仿鱼尾推进系统的使用方法，当仿鱼尾装置的输入轴输入回转力，首部中的上层传动链增速，首部上输出轴将回转力传递至中部，首部的下层传递链等速，首部下输出轴同中部的半内齿轮啮合，且驱动中部回转运动，最终传递至尾部，中部和尾部回转运动形成波型运动或拍打运动。与现有技术相比较，本专利技术所述的仿鱼尾推进系统及其使用方法，具有以下优点：1、与传统的螺旋桨推进装置比，本专利技术水中仿鱼尾推进系统，运用仿生学，模仿海豚在海里运动方式，推进更加平缓，与水的打击不强烈，噪音也比较小，同样的机动性也会比传统的螺旋桨推进装置更加好。2、与相同的仿鱼尾推进装置相比，本专利技术的水中仿鱼尾推进系统运用的是齿轮传动，具有传动比较准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等特点，同时，本专利技术所述的仿鱼尾装置的中部，可以根据设置要求无限连接，也就是可以让摆动更加接近大自然中的鱼尾摆动。3、本专利技术所述的仿鱼尾骨架作为外表皮结构，能让水中仿鱼尾系统的密封性更好。4、本专利技术的运动规律不仅仅可以运用在仿鱼尾这一部分，本专利技术还可以模仿同样是通过弧形摆动运动的运动部分，比如蛇的爬行，通过改变所述的仿鱼尾装置骨架结构的骨架外形，可以实现转换。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术水中仿鱼尾推进系统的正视图。图2为本专利技术水中仿鱼尾推进系统的左视图。图3为本专利技术水中仿鱼尾推进系统的俯视图。图4为本专利技术水中仿鱼尾推进系统上半部分内剖图。图5为本专利技术水中仿鱼尾推进系统下半部分内剖图。其中：1、首部，2、中部，3、尾部，4、第一仿鱼尾骨架，5、第二仿鱼尾骨架，6、第三仿鱼尾骨架，7、输入轴，8、首部上输入轴连接齿轮，9、首部上第一传动齿轮，10、首部上第二传动齿轮，11、首部上输出轴，12、中部后半部分输入轴，13、中部后半部分输入轴齿轮，14、中部后半部分上传动齿轮，15、中部后半部分上输出轴齿轮，16、首部下传动齿轮，17、首部下输出轴齿轮，18、首部下输出轴，19、中部后半部分下第一传动齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水中仿鱼尾推进系统，其特征在于，包括：仿鱼尾装置和动力装置，所述仿鱼尾装置的前端安装于待推进装置尾部，所述动力装置安装于所述仿鱼尾装置前端，且通过传动机构将所述动力装置的回转运动传递至所述仿鱼尾装置的输入轴；所述仿鱼尾装置包括首部、至少一个中部和尾部，所述中部和尾部外部设置有仿鱼尾骨架，且在输入轴的驱动下，所述仿鱼尾装置的首部、至少一个中部和尾部，带动其外部的仿鱼尾骨架回转运动，形成鱼尾拍打动作。

【技术特征摘要】
1.一种水中仿鱼尾推进系统，其特征在于，包括：仿鱼尾装置和动力装置，所述仿鱼尾装置的前端安装于待推进装置尾部，所述动力装置安装于所述仿鱼尾装置前端，且通过传动机构将所述动力装置的回转运动传递至所述仿鱼尾装置的输入轴；所述仿鱼尾装置包括首部、至少一个中部和尾部，所述中部和尾部外部设置有仿鱼尾骨架，且在输入轴的驱动下，所述仿鱼尾装置的首部、至少一个中部和尾部，带动其外部的仿鱼尾骨架回转运动，形成鱼尾拍打动作。2.根据权利要求1所述的水中仿鱼尾推进系统，其特征在于，所述的动力装置包括电动马达和减速齿轮箱，所述减速齿轮箱的输出轴传动连接有所述输入轴。3.根据权利要求1或2所述的水中仿鱼尾推进系统，其特征在于，所述的首部具有双层传动链结构，所述首部的上层传动链包括输入轴、首部上输入轴连接齿轮、首部上第一传动齿轮、首部上第二传动齿轮、首部上输出齿和首部上输出轴；所述输入轴同所述首部上输入轴连接齿轮的中心键连接，所述首部上输入轴连接齿轮依次传动连接有首部上第一传动齿轮、首部上第二传动齿轮和首部上输出齿，所述首部上输出齿的中心键连接有首部上输出轴；所述首部的下层传动链包括输入轴、首部下输入轴连接齿轮、首部下传动齿轮、首部下输出轴齿轮和首部下输出轴；所述输入轴同所述首部下输入轴连接齿轮的中心键连接，所述首部下输入轴连接齿轮依次传动连接有首部下传动齿轮和首部下输出轴齿轮，所述首部下输出轴齿轮的中心键连接有首部下输出轴；所述首部下输出轴同所述中部前端的半内齿轮啮合，且驱动所述中部相对所述首部末端回转运动，所述首部上输出轴同所述中部内的齿轮传动连接，且向所述中部内的传动链结构传递驱动力。4.根据权利要求3所述的水中仿鱼尾推进系统，其特征在于，所述仿鱼尾装置具有二个所述中部，分别为第一中部和第二中部，其中所述第一中部具有双层传动链结构，所述第一中部的上层传动链包括中部后半部分输入轴、中部后半部分输入轴齿轮、中部后半部分上传动齿轮、中部后半部分上输出轴齿轮和中部后半部分上输出轴；所述首部上输出轴同所述中部后半部分输入轴传动连接，所述中部后半部分输入轴同所述中部后半部分输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文华，刘雄雁，周性坤，林珊颖，韩凤翚，沈岩，刘程，张金男，岳英杰，孙世枭，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21