一种波动鳍无齿系传动机构及系统技术方案

本发明专利技术属于柔性鳍波动推进技术领域，具体涉及一种波动鳍无齿系传动机构及系统。本发明专利技术提供的波动鳍无齿系传动机构可以将360

【技术实现步骤摘要】
一种波动鳍无齿系传动机构及系统


[0001]本专利技术属于柔性鳍波动推进
，具体涉及一种波动鳍无齿系传动机构及系统。

技术介绍

[0002]当前我国深海科学研究及海洋工程应用需求增大，针对深海采矿、海上新能源探测、观测及监测、海洋牧场等科研平台，需要一种高效、低噪、高机动性、适应性强的水下航行器来满足其需求。仿生柔性波动式两栖水下航行器作为一种高效、低噪、大推力的新型船舶及水下潜器推进技术，成为海洋装备研发研究的重点之一。传统的仿生航行器推进系统通过使用多个不同运动状态的舵机，同时驱动柔性鳍进行波动。该推进装置结构复杂，能耗和噪音分贝高，系统稳定性差，控制信号输入复杂，这些缺点限制了波动推进这一形式在仿生航行器的广泛应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种易于生产制造，使用和操作方便，能够根据需求形成所需正弦波动结构的波动鳍无齿系传动机构及系统。
[0004]一种波动鳍无齿系传动机构，包括外壳、输出轴、同步带轮、导向板、输出底座、曲柄摇杆转板、曲柄摇杆、中转副；所述外壳由机座壳、两侧机座侧壳、机底座围成，在机座壳顶面开设有滑道，在机底座底部开设有安装口；所述曲柄摇杆转板由头部槽道、中部旋转副和底部输入轴组成，曲柄摇杆转板通过中部旋转副安装在机底座的安装口中，头部槽道置于外壳内部，底部输入轴伸出外壳；所述同步带轮安装在底部输入轴上；所述头部槽道由左右两侧槽道板组成，两块槽道板一端通过转轴连接，两块槽道板之间的距离与曲柄摇杆的宽度适配；所述曲柄摇杆一端铰接在头部槽道的转轴上，另一端通过曲柄摇杆轴承与中转副连接；所述中转副前后两端通过中转副轴承与导向板连接；所述输出底座由顶板和左右两侧板组成，输出底座置于两块导向板之间并与两块导向板固定连接，输出底座的左右两侧板分别与曲柄摇杆上转板连接，曲柄摇杆上转板通过机座侧轴承安装在机座侧壳内侧；所述输出轴下端安装在输出底座的顶板上，上端从机座壳中部的滑道伸出。
[0005]进一步地，所述曲柄摇杆与曲柄摇杆转板的头部槽道以某一相对角度铰接，该角度根据输出轴的摆幅要求设定。
[0006]进一步地，外部输入驱动同步带轮，使曲柄摇杆转板以相同速度旋转，曲柄摇杆转板的转动迫使曲柄摇杆产生以曲柄摇杆转板转动中心为轴的圆锥转动，该圆锥转动分别映射在输出轴的摆动平面及其纵垂面上；输出轴纵垂面的摆动由曲柄摇杆轴承、中转副和中转副轴承抵消掉，输出轴摆动平面的运动则由中转副轴承传递至转递导向板，变为以曲柄摇杆上转板中心线为轴的某幅值正弦摆动。
[0007]一种波动鳍无齿系传动系统，由多组波动鳍无齿系传动机构组成，各波动鳍无齿系传动机构之间通过同步履带和机座串联杆连接；所述同步履带连接在各波动鳍无齿系传
动机构的同步带轮上，用于输入驱动；所述机座串联杆用于连接相邻的波动鳍无齿系传动机构的外壳。
[0008]本专利技术的有益效果在于：
[0009]本专利技术提供的波动鳍无齿系传动机构可以将360
°
单自由度转动转化为特定幅值的正弦摆动，通过调整同步履带的转动速度，可以实时控制各波动鳍无齿系传动机构的摆动速度；通过更改斜曲柄摇杆基轴和同步带轮的相位差，可以控制各波动鳍无齿系传动机构的转动相位差。本专利技术结构简单，易于加工制造且便于安装，无齿轮的传动结构显著降低了系统的运行噪音，提高了航行器的隐蔽性，且简化了航行器的推进结构，保证了推进控制精度与稳定性。
附图说明
[0010]图1为本专利技术中一种波动鳍无齿系传动系统的总体示意图。
[0011]图2为本专利技术中一种波动鳍无齿系传动机构的正视图。
[0012]图3为本专利技术中一种波动鳍无齿系传动机构的俯视图。
[0013]图4为本专利技术中一种波动鳍无齿系传动机构的侧视图。
[0014]图5为本专利技术中曲柄摇杆转板的结构示意图。
[0015]图6为本专利技术中一种波动鳍无齿系传动机构的内部结构细节图。
[0016]图7为本专利技术中一种波动鳍无齿系传动机构的结构图(去除外壳)。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术做进一步描述。
[0018]本专利技术提供了一种波动鳍无齿系传动机构，用于驱动仿生航行器的推进系统，实现航行器柔性鳍的多种波动推进形式
[0019]一种波动鳍无齿系传动机构，包括外壳、输出轴1、同步带轮7、导向板10、输出底座11、曲柄摇杆转板12、曲柄摇杆15、中转副17；所述外壳由机座壳2、两侧机座侧壳3、机底座16围成，在机座壳2顶面开设有滑道，在机底座16底部开设有安装口；所述曲柄摇杆转板12由头部槽道、中部旋转副和底部输入轴组成，曲柄摇杆转板12通过中部旋转副安装在机底座16的安装口中，头部槽道置于外壳内部，底部输入轴伸出外壳；所述同步带轮7安装在底部输入轴上；所述头部槽道由左右两侧槽道板组成，两块槽道板一端通过转轴连接，两块槽道板之间的距离与曲柄摇杆15的宽度适配；所述曲柄摇杆15一端铰接在头部槽道的转轴上，另一端通过曲柄摇杆轴承19与中转副17连接；所述中转副17前后两端通过中转副轴承18与导向板10连接；所述输出底座11由顶板和左右两侧板组成，输出底座11置于两块导向板10之间并与两块导向板10固定连接，输出底座11的左右两侧板分别与曲柄摇杆上转板4连接，曲柄摇杆上转板4通过机座侧轴承5安装在机座侧壳3内侧；所述输出轴1下端安装在输出底座11的顶板上，上端从机座壳2中部的滑道伸出。
[0020]本专利技术还提供了一种波动鳍无齿系传动系统，由多组波动鳍无齿系传动机构组成，各波动鳍无齿系传动机构之间通过同步履带9和机座串联杆20连接；所述同步履带8连接在各波动鳍无齿系传动机构的同步带轮7上，用于输入驱动；所述机座串联杆20用于连接相邻的波动鳍无齿系传动机构的外壳。
[0021]各波动鳍无齿系传动机构由同步履带9连接带动以不同相位、相同角速度的转动模式运动；通过调整同步履带9的转动速度，可以实时控制各波动鳍无齿系传动机构的摆动速度；通过更改斜曲柄摇杆基轴和同步带轮7的相位差，可以控制各波动鳍无齿系传动机构的转动相位差。
[0022]本专利技术通过曲柄摇杆转板12、曲柄摇杆15、中转副17、导向板10和曲柄摇杆上转板4实现了由360
°
单自由度转动—圆锥转动—某幅值正弦摆动的变化过程。通过更改曲柄摇杆15和曲柄摇杆转板12的相对安装角度，可以修改输出端的摆动幅值；通过输出轴1的摆动驱动仿生航行器的柔性鳍结构，实现多种正弦波动的推进形式。本专利技术通过轴承与圆锥转动结合的办法，有效改善了结构启动时的卡死现象，提升了系统运行稳定性。本专利技术结构简单，易于加工制造且便于安装，无齿轮的传动结构显著降低了系统的运行噪音，提高了航行器的隐蔽性，且简化了航行器的推进结构，保证了推进控制精度与稳定性。
[0023]具体传动方式为：外部输入驱动信号带动多个同步履带9产生相同角速度的转动，该转动传递至各输出单元的同步带轮7和如图5所示的T型曲柄摇杆转板12以相同速度旋转。如图6所示，根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波动鳍无齿系传动机构，其特征在于：包括外壳、输出轴(1)、同步带轮(7)、导向板(10)、输出底座(11)、曲柄摇杆转板(12)、曲柄摇杆(15)、中转副(17)；所述外壳由机座壳(2)、两侧机座侧壳(3)、机底座(16)围成，在机座壳(2)顶面开设有滑道，在机底座(16)底部开设有安装口；所述曲柄摇杆转板(12)由头部槽道、中部旋转副和底部输入轴组成，曲柄摇杆转板(12)通过中部旋转副安装在机底座(16)的安装口中，头部槽道置于外壳内部，底部输入轴伸出外壳；所述同步带轮(7)安装在底部输入轴上；所述头部槽道由左右两侧槽道板组成，两块槽道板一端通过转轴连接，两块槽道板之间的距离与曲柄摇杆(15)的宽度适配；所述曲柄摇杆(15)一端铰接在头部槽道的转轴上，另一端通过曲柄摇杆轴承(19)与中转副(17)连接；所述中转副(17)前后两端通过中转副轴承(18)与导向板(10)连接；所述输出底座(11)由顶板和左右两侧板组成，输出底座(11)置于两块导向板(10)之间并与两块导向板(10)固定连接，输出底座(11)的左右两侧板分别与曲柄摇杆上转板(4)连接，曲柄摇杆上转板(4)通过机座侧轴承(5)安装在机座侧壳(3)内侧；所述输出轴(1)下端安...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春雨，王崇磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：