本发明专利技术公开了线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置及其仿生机构，该推进装置包括鱼尾型卡板、双孔椎骨、单孔椎骨和驱动线，鱼尾型卡板上设有椎骨槽，双孔椎骨依次前后铰接并卡在鱼尾型卡板前半段，单孔椎骨承接在双孔椎骨之后并依次前后铰接卡在鱼尾型卡板后半段，双孔椎骨两边分别设有两个线孔，单孔椎骨两边分别设有一个线孔。由于采用了铰接在前半段通过四根驱动线控制的双孔椎骨和铰接在后半段通过外侧两根驱动线控制的单孔椎骨，不仅可模拟做出鲹科类游动时的C型摆动，而且也可模拟出鳗鱼类游动时的S型波动状，还可通过控制驱动线的收紧量产生净侧向力实现航向的偏转，较为真实地模拟出了鱼类游动，而且结构简单紧凑、易于控制、推进效率也高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在水中使用的仿生机构领域，尤其涉及的是一种可真实模拟鱼类游动而又结构简单、推进效率高的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置及其仿生机构。
技术介绍
仿生机构指的是模拟生物运动的构造形态和功能而制作的机构。随着人类在水面以及水下活动的增加，模仿鱼类游动的装置以及机构越来越多，例如鱼尾推进装置。与传统的螺旋桨驱动相比，仿鱼尾推进装置通过鱼尾的往复摆动而产生推力，其摆动频率低，噪音小，推进效率高，不仅可实现推进还可以对方向进行控制。而鱼类游泳时，比较典型的两种运动方式包括鰺科类鱼尾的摆动和鳗状类鱼身的波动。但是，现有的仿鱼尾水下推进装置在驱动器少时无法真实模拟鱼类游动，在驱动器多 时系统结构又复杂、控制难度较大。例如，现有技术中为实现鱼尾的摆动，有的利用曲柄滑块或偏心轮等传统机构将电机的旋转运动转化为往复运动，从而模拟鱼尾的往复摆动；还有的采用两个驱动器，利用蒸汽机式的来回往复运动拉动横梁齿带动主梁翼及尾翼左右来回运动。但这类推进装置往往仅能实现刚性摆动，不能真实模拟鱼类游动。再如，现有技术中为实现鱼身的波动，典型的方法有采用多个电机相串联的机器鱼，通过这些电机的协调运动来控制骨架的运动；还有采用多模态仿生的机器鱼，每一个速度档位或转弯档位都对应一个游动模态，甚至还要采用中枢模式发生器CPG来控制和协调多个电机。但这类推进装置每个关节都需要一个或多个驱动器，导致结构复杂，控制困难，也使得鱼身显得更加笨重。因此，现有技术尚有待改进和发展。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，可比较真实地模拟鱼类游动，且结构简单、推进效率高。同时，本专利技术还提供一种使用驱动器数量少、结构紧凑、易于控制的仿生机构。本专利技术的技术方案如下一种线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中该推进装置包括鱼尾型卡板、双孔椎骨、单孔椎骨和驱动线，所述鱼尾型卡板上沿其长度方向设置有适配所述双孔椎骨和单孔椎骨横向卡入的椎骨槽，所述双孔椎骨依次前后铰接并卡在所述鱼尾型卡板的前半段，所述单孔椎骨承接在所述双孔椎骨之后并依次前后铰接卡在所述鱼尾型卡板的后半段，所述双孔椎骨的两边分别设置有两个适配所述驱动线穿过的线孔，所述单孔椎骨的两边分别设置有一个适配所述驱动线穿过的线孔。所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中同一节双孔椎骨后端面的长度小于其前端面的长度，且后一节双孔椎骨前端面的长度适配前一节双孔椎骨后端面的长度；同一节单孔椎骨后端面的长度小于其前端面的长度，且后一节单孔椎骨前端面的长度适配前一节单孔椎骨后端面的长度。所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中所述双孔椎骨两边的线孔走向分别与该双孔椎骨倾斜的两边相一致；所述单孔椎骨两边的线孔走向分别与该单孔椎骨倾斜的两边相一致。所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中所述双孔椎骨和单孔椎骨的端面上设置有铰孔座，所述铰孔座上设置有用于通过插销相铰接的铰链定位孔。所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中所述双孔椎骨和单孔椎骨的铰孔座外壁呈沿该铰链定位孔轴向方向设置的凸圆柱面，所述双孔椎骨和单孔椎骨的端面上沿该铰链定位孔轴向方向设置有凹圆柱面。所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中所述双孔椎骨和单孔椎骨的侧面上设置有适配所述鱼尾型卡板卡入的卡槽，所述卡槽在装配时与所述椎骨槽垂直相交。 所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中最后一节单孔椎骨的前端面上设置有铰孔座，所述铰孔座上设置有用于通过插销相铰接的铰链定位孔；最后一节单孔椎骨的两侧面上均设置有适配所述鱼尾型卡板卡入的卡槽，且两侧面上的卡槽末端相互连通。所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其中该推进装置还包括连接在最后一节单孔椎骨后端面上的尾椎骨，该尾椎骨的前端面上设置有适配插入最后一节单孔椎骨卡槽末端的榫头；所述尾椎骨的两侧面上均设置有适配所述鱼尾型卡板卡入的卡槽，且两侧面上的卡槽末端相互连通。一种仿生机构，包括设置在尾部的推进装置，其中该推进装置设置为上述中任一项所述的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置。所述的仿生机构，其中该仿生机构包括仿生机器鱼。本专利技术所提供的线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置及其仿生机构，由于采用了铰接在前半段通过四根驱动线控制的双孔椎骨和铰接在后半段通过外侧的两根驱动线控制的单孔椎骨，不仅可模拟做出鰺科类游动时的C型摆动，而且也可模拟出鳗鱼类游动时的S型波动状，还可通过控制驱动线的收紧量产生净侧向力实现航向的偏转，较为真实地模拟出了鱼类游动，而且结构简单紧凑、易于控制、推进效率也高。附图说明图I是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置处于直线状态下的立体图。图2是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置驱动线与驱动器转盘连接平面图。图3是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置所用鱼尾型卡板的平面图。图4是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置所用双孔椎骨的立体放大图。图5是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置图4中的局部C处放大图。图6是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置所用双孔椎骨的侧视放大图。图7是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置图6中的D-D剖视图。图8是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置所用单孔椎骨的立体放大图。图9是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置图8中的局部A处放大图。图10是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置所用单孔椎骨的侧视放大图。图11是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置图10中的B-B剖视图。图12是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置所用最后一节单孔椎骨的平面图。图13是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置所用尾椎骨的平面图。图14是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置处于直线状态下的俯视图。图15是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置处于C形弯曲状态下的俯视图。 图16是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置处于S形弯曲状态下的俯视图。具体实施例方式以下将结合附图，对本专利技术的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的具体实施方式。如图I所示，图I是本专利技术线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置处于直线状态下的立体图，该线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置主要由鱼尾型卡板I、多节双孔椎骨2-1，2-2，2-3，2-4，2-5，2-6，2-7, 2-8, 2-9, 2-10、多节单孔椎骨 3-1，3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8,3-9, 3-10、尾椎骨4和四根驱动线5-1，5-2，6-1，6-2组成，所述鱼尾型卡板I上设置有适配所述双孔椎骨 2-1，2-2，2-3，2-4，2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10、所述单孔椎骨 3-1，3-2, 3-3，3-4，3-5，3-6，3-7, 3-8, 3-9, 3-10和尾椎骨4横向卡入的椎骨槽，所述双孔椎骨2_1，2-2，2-3，2-4，2-5，2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10依次前后铰接并卡在所述鱼尾型卡板I的前半段，所述单孔椎骨3-1，3-2，3-3，3-4，3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10和尾椎骨4承接在所述双孔椎骨2-10之后，依次前后铰接并卡在所述鱼尾型卡板I的后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种线驱动多关节仿鱼尾水下推进装置，其特征在于：该推进装置包括鱼尾型卡板、双孔椎骨、单孔椎骨和驱动线，所述鱼尾型卡板上沿其长度方向设置有适配所述双孔椎骨和单孔椎骨横向卡入的椎骨槽，所述双孔椎骨依次前后铰接并卡在所述鱼尾型卡板的前半段，所述单孔椎骨承接在所述双孔椎骨之后并依次前后铰接卡在所述鱼尾型卡板的后半段，所述双孔椎骨的两边分别设置有两个适配所述驱动线穿过的线孔，所述单孔椎骨的两边分别设置有一个适配所述驱动线穿过的线孔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，杜如虚，
申请(专利权)人：百力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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