一种仿生鱼尾水下推进器制造技术

本发明专利技术提供一种仿生鱼尾水下推进器，涉及水下机器人技术领域，包括：摆动机构，摆动机构包括弹性片与固定在弹性片尾端的刚性尾鳍；驱动机构，驱动机构包括舵机；传动机构、传动机构包括卷线器与连接线，连接线的两端分别固定连接弹性片的摆向两侧，卷线器与连接线固定连接；壳体，壳体包括头部壳体与尾部弹性壳体。本发明专利技术提供的仿生鱼尾水下推进器，通过舵机带动卷线器进行双向转动，卷线器通过带动连接线而驱动弹性片进行左右摆动，摆动过程中不受限于频率，不存在迟滞效应，鱼体波弯曲而连续，在水中的仿生效果好，本发明专利技术所述的仿生鱼尾水下推进器具有结构简单、控制简单、柔性好及仿生度高的优势。高的优势。高的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生鱼尾水下推进器


[0001]本专利技术涉及水下机器人
，尤其涉及一种仿生鱼尾水下推进器。

技术介绍

[0002]21世纪以来，随着海洋资源的开发与利用，水下机器人成为探索和开发海洋的利器。传统的水下机器人大多采用螺旋桨推进，存在机动性差、噪声大与隐蔽性低等缺点。仿生机器鱼具有推进效率高、能耗低、机动性能好、噪音低与隐蔽性高等优点，受到了国内外研究学者的高度关注。仿生机器鱼在多个领域具有广泛的应用，例如海洋资源的探测和开发、军事侦察与水下考古等。
[0003]现有的仿生机器鱼通常由多根连杆串联而成，每根连杆由单个电机驱动，并且能够对每个关节精准控制，形成多关节机器鱼。多关节机器鱼的鱼体波可以看成多根折线拟合，即鱼体波是离散的。理论上随着连杆数量的增加，可以更好地模拟真实鱼类，但是机器鱼的结构和控制也会变得更加复杂。
[0004]而基于液压驱动的机器鱼鱼尾通常采用柔性材料，通过液体压差实现鱼尾的摆动。这种驱动方式存在迟滞效应，无法做到实时控制，并且频率较低，一般用于机器鱼低速游动模式中。近年来，许多研究学者将智能材料应用于机器鱼中,例如形状记忆合金(SMA)。虽然这种驱动方式简单，但是同样受限于频率和迟滞效应。
[0005]基于以上原因，需要探索一种结构简单、控制简单、柔性好及仿生度高的仿生机器鱼推进机构。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种仿生鱼尾水下推进器，用以解决现有技术中多关节机器鱼的鱼体波非连续，基于液压驱动的机器鱼和基于智能材料的机器鱼的低频率和迟滞效应的缺陷，实现一种结构简单、运动灵活、抗干扰性强、效率高与具有较强实用性的仿生鱼尾水下推进器。
[0007]本专利技术提供一种仿生鱼尾水下推进器，包括：
[0008]摆动机构，所述摆动机构包括弹性片与固定在所述弹性片尾端的刚性尾鳍；
[0009]驱动机构，所述驱动机构包括舵机；
[0010]传动机构，所述传动机构包括卷线器与连接线，所述卷线器与所述舵机的输出轴同轴连接，所述连接线的两端分别固定连接所述弹性片的摆向两侧，所述卷线器与所述连接线固定连接，所述卷线器适于在往复转动时通过所述连接线带动所述弹性片摆动；
[0011]壳体，所述壳体包括头部壳体与尾部弹性壳体，所述驱动机构和所述传动机构位于所述头部壳体内，所述弹性片位于所述尾部弹性壳体内，所述刚性尾鳍位于所述尾部弹性壳体的尾端外侧。
[0012]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述卷线器包括卷线盘与转轴，所述转轴用于带动所述卷线盘转动；
[0013]所述卷线盘的周向侧壁上设置卷线槽，所述卷线槽内设有连接线通孔。
[0014]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述舵机的输出轴固定有舵盘，所述转轴通过固定盘与所述舵盘固定连接。
[0015]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述摆动机构还包括固定在所述弹性片前端的连接板；
[0016]所述连接板与所述头部壳体固定连接，所述连接板上设有用于所述连接线穿过的第一通孔。
[0017]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述仿生鱼尾水下推进器还包括支架台，所述支架台固定在所述头部壳体内，所述舵机与所述连接板均固定在所述支架台上，所述转轴与所述支架台通过轴承转动连接。
[0018]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述摆动机构还包括支撑板，所述支撑板设有第二通孔与第三通孔，所述弹性片穿过所述第二通孔并与所述支撑板固定连接，所述第三通孔用于所述连接线穿过。
[0019]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述摆动机构还包括固定夹，所述固定夹包括第一固定夹与第二固定夹；
[0020]所述第一固定夹与所述连接板固定连接，所述第一固定夹夹持固定所述弹性片；
[0021]所述第二固定夹与所述支撑板固定连接，所述第二固定夹夹持固定所述弹性片。
[0022]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述支撑板有多个，多个所述支撑板间隔排列，所述连接线与多个所述支撑板中的其中一个固定连接。
[0023]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述支撑板与所述连接板的形状相同，所述连接板与所述支撑板的面积沿前端至后端的方向逐渐减小。
[0024]根据本专利技术提供的一种仿生鱼尾水下推进器，所述舵机包括第一舵机与第二舵机，所述卷线器包括第一卷线器与第二卷线器，所述连接线包括第一连接线与第二连接线；
[0025]所述第一舵机与所述第一卷线器连接，所述第一卷线器与所述第一连接线固定连接；
[0026]所述第二舵机与所述第二卷线器连接，所述第二卷线器与所述第二连接线固定连接；
[0027]所述第一连接线与所述第二连接线固定在不同的所述支撑板上。
[0028]本专利技术提供的仿生鱼尾水下推进器，通过舵机带动卷线器进行双向转动，卷线器通过带动连接线而驱动弹性片进行左右摆动，摆动过程中不受限于频率，不存在迟滞效应，鱼体波弯曲而连续，在水中的仿生效果更佳。并且本实施例所述的仿生鱼尾水下推进器具有结构简单、控制简单、运动灵活、抗干扰性强、柔性好及仿生度高的优势。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术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作一简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术提供的仿生鱼尾水下推进器外部结构示意图；
[0031]图2是本专利技术提供的仿生鱼尾水下推进器外部结构示意图之一；
[0032]图3是图2中I处放大图；
[0033]图4是图2中II处放大图；
[0034]图5是本专利技术提供的仿生鱼尾水下推进器外部结构示意图之二；
[0035]图6是本专利技术提供的驱动机构与支架台装配图之一；
[0036]图7是本专利技术提供的驱动机构与支架台装配图之二；
[0037]图8是本专利技术提供的支撑板结构示意图。
[0038]附图标记：
[0039]100：摆动机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110：弹性片；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
120：连接板；
[0040]121：第一通孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
122：第四通孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
130：支撑板；
[0041]131：第二通孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
132：第三通孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
140：固定夹；
[0042]141：第一固定夹；
ꢀꢀꢀꢀ
142：第二固定夹；
ꢀꢀꢀꢀ
150：刚性尾鳍；
[0043]200：驱动机构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
210：舵机；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
211：第一舵机；
[0044]220本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生鱼尾水下推进器，其特征在于，包括：摆动机构，所述摆动机构包括弹性片与固定在所述弹性片尾端的刚性尾鳍；驱动机构，所述驱动机构包括舵机；传动机构，所述传动机构包括卷线器与连接线，所述卷线器与所述舵机的输出轴同轴连接，所述连接线的两端分别固定连接所述弹性片的摆向两侧，所述卷线器与所述连接线固定连接，所述卷线器适于在往复转动时通过所述连接线带动所述弹性片摆动；壳体，所述壳体包括头部壳体与尾部弹性壳体，所述驱动机构和所述传动机构位于所述头部壳体内，所述弹性片位于所述尾部弹性壳体内，所述刚性尾鳍位于所述尾部弹性壳体的尾端外侧。2.根据权利要求1所述的仿生鱼尾水下推进器，其特征在于，所述卷线器包括卷线盘与转轴，所述转轴用于带动所述卷线盘转动；所述卷线盘的周向侧壁上设置卷线槽，所述卷线槽内设有连接线通孔。3.根据权利要求2所述的仿生鱼尾水下推进器，其特征在于，所述舵机的输出轴固定有舵盘，所述转轴通过固定盘与所述舵盘固定连接。4.根据权利要求3所述的仿生鱼尾水下推进器，其特征在于，所述摆动机构还包括固定在所述弹性片前端的连接板；所述连接板与所述头部壳体固定连接，所述连接板上设有用于所述连接线穿过的第一通孔。5.根据权利要求4所述的仿生鱼尾水下推进器，其特征在于，所述仿生鱼尾水下推进器还包括支架台，所述支架台固定在所述头部壳体内，所述舵机与所述连接板均固定在所述支架台...

【专利技术属性】
技术研发人员：周超，廖晓村，范俊峰，卢奔，邹茜茜，付玉卓，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：