动力鳍式机器鱼及其前进动作的实现方法技术

本发明专利技术公开了一种动力鳍式机器鱼及其前进动作的实现方法，它主要是在现有机器鱼中部两侧对称设动力鳍；动力鳍是由布置在机器鱼壳体内的动力传动机构和动力鳍翅所组成；动力传动机构包括：固定平台、舵机支架、动力鳍舵机、密封性传动装置和连杆机构；动力鳍舵机带动连杆机构的摇杆摆动，摇杆带动动力鳍翅摆动，使得机器鱼产生很大的前进动力。本发明专利技术通过巧妙的机械结构，实现舵机转向不变的前提下完成动力鳍翅的前后不同速度的摆动和翅叶的开闭，从而使机器鱼向前推进，达到运动速度快、效率高、噪音小和不缠草的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器鱼。
技术介绍
机器鱼或称水下机器人，是一种外形像鱼的在水中工作的机器。目前，有些机器鱼采用仿鱼类尾鳍外形，靠鱼鳍摆动提供前进动力，模仿的是鱼或海豚的划水动作。但由于鱼类鱼鳍的柔韧性，且鱼类对涡流良好的控制性不容易被模仿，使得效率非常低。所以很多机器鱼或水下机器人运动速度缓慢，动作不灵活。有些机器鱼或水下机器人采用螺旋桨作为推进装置，容易缠草和杂物，且噪音较大。所以，机器鱼的推进装置是影响机器鱼性能的关键部件。随着人类水下探索力度的加大以及水产养殖的规模扩大，迫切需要一种安全性高、运动速度快、动作灵活和噪音小的机器鱼。
技术实现思路
为解决机器鱼运动速度缓慢、动作不灵活、噪音大、效率低的问题，本专利技术提供了一种动力鳍式机器鱼。技术方案是:一种动力鳍式机器鱼，由上壳体、浮沉鳍、下壳体和尾鳍组成，其特征在于，它还包括对称设在机器鱼中部两侧的动力鳍；动力鳍是由布置在机器鱼壳体内的动力传动机构和动力鳍翅所组成；动力传动机构包括:固定平台、舵机支架、动力鳍舵机、密封性传动装置和连杆机构；其中:所述的舵机支架安装在固定平台上，动力鳍舵机安装在舵机支架上，动力鳍舵机带动连杆机构，连杆机构与密封性传动装置的传动轴连接，传动轴转动时带动连杆机构来回摆动；所述的连杆机构包括曲柄、连杆和摇杆，曲柄与动力鳍舵机上的舵机盘连接；摇杆与动力传动机构的传动轴相连；通过调整各杆件的长度调节行程速比系数，使得摇杆顺时针旋转速率小于逆时针旋转速率；所述的密封性传动装置包括内套、外套和传动轴，其中，外套固定在机器鱼下壳体上，其内腔下部设有内螺纹、上部为孔为半球形内腔，传动轴上部设有与半球形内腔配合的半球形凸台，内套上部设有外螺纹，外套与内套通过螺纹连接套在一起，传动轴与外套通过球面配合实现密封；所述的动力鳍翅由翅框和布置在翅框上的若干翅叶组成；具体结构是，翅框的上、下框上设有对应的轴孔，翅叶的一侧设有轴，翅叶通过轴安装在上、下框的轴孔上，且翅叶朝向后方并可左右摆动；在翅框的上、下框上还设有限位销钉，通过限位销钉限制翅叶转动的角度。本机器鱼前进动作是这样实现的:动 力鳍舵机带动连杆机构的摇杆摆动，摇杆带动动力鳍翅摆动，当动力鳍翅向尾部摆动时，翅叶在水阻力的作用下旋转闭合，从而使动力鳍翅形成一个完整封闭的平面，与水形成反作用力，使得机器鱼产生很大的前进动力；当动力鳍翅向头部摆动时，翅叶在水阻力的作用下旋转打开，使得在继续前进中去掉阻力。另外由于曲柄摇杆机构有良好的行程速比系数，使得动力鳍翅向尾部摆动的速率大于向头部摆动的速率，可以得到较大的前进合力。本专利技术具有以下有益技术效果:通过巧妙的机械结构，实现舵机转向不变的前提下完成动力鳍翅的前后不同速度的摆动和翅叶的开闭，从而使机器鱼向前推进，达到运动速度快、效率高、噪音小和不缠草的目的。附图说明图1是本专利技术机器鱼实施例的总装图；图2是图1打开上壳体后的总装图；图3是舵机外部结构图；图4a是密封性传动轴装置主视图；图4b是密封性传动轴装置俯视图；图4c是密封性传动轴装置左视图；图4d是密封性传动轴装置立体图；图5是动力鳍翅立体图；图6是连杆机构结构图；图7是联轴器结构图；图8是尾鳍传动图。图中，1-上壳体；2-动力鳍翅，201-上框；202翅叶；203-限位销钉；204_下框；205支撑柱；206_螺钉；3_浮沉鳍；4_下壳体；5_尾鳍；501_尾鳍主体；502_尾鳍连接架；601-尾鳍舵机；6011_舵机舵盘；6012舵机固定孔；602_动力鳍舵机；603_浮沉鳍舵机；7-电源；8_固定平台；9_密封性传动装置；901-内套；902_外套；903_传动轴；10-舵机支架；11-连杆机构；1101-曲柄；1102-连杆；1103-摇杆；12~联轴器。具体实施例方式如图1、图2所示，一种动力鳍式机器鱼，由上壳体1、浮沉鳍3、下壳体4、尾鳍5以及对称设在机器鱼中部两侧的动力鳍组成；其中尾鳍5如图8所示，由尾鳍舵机601经联轴器12和密封性传动装置9内的传动轴903带动；浮沉鳍3由浮沉鳍舵机603经联轴器12和密封性传动装置9内的传动轴903带动；动力鳍是由布置在机器鱼壳体内的动力传动机构和动力鳍翅2所组成；上壳体I和下壳体4周边用螺栓紧固构成仿鱼外形的壳体，结合处由放置的密封条和密封胶密封。电源7为一种可充电电源，可布置在下壳体4的空间位置。上述的动力传动机构包括:固定平台8、舵机支架10、动力鳍舵机602、密封性传动装置9和连杆机构11 ;所述的固定平台8固定于下壳体4上，舵机支架10安装在固定平台8上，动力鳍舵机602安装在舵机支架10上，动力鳍舵机10带动连杆机构11，连杆机构11与密封性传动装置9的传动轴903连接，传动轴903带动动力鳍翅2来回摆动；如图3 所示，所述的尾鳍舵机601、动力鳍舵机602和浮沉鳍舵机结构外形都与图3相同；舵机上有舵机舵盘6011和舵机固定孔6012两个结构。其中动力鳍舵机舵盘6011上的四个孔用于和联轴器12配合，动力鳍舵机固定孔6012通过舵机支架10固定到固定平台8上。如图4a、4b、4c、4d所示，密封性传动装置9是将传动轴903安装在密封套中；密封套由底部的内套901和上部的外套902组成；其中，外套902内腔下部设有内螺纹、上部为孔为半球形内腔，传动轴903上部设有与半球形内腔配合的半球形凸台，内套901上部设有外螺纹，外套902与内套901通过螺纹连接套在一起，传动轴903与外套902通过球面配合实现密封。所述的内套901底面设有四个缺口方便松紧螺纹；所述的传动轴903上部设有圆孔和大半圆形凸台，圆孔插入销钉后用于与联轴器12和摇杆1103连接，传动轴903底部为菱形凸台，用于和动力鳍翅2的下框204的菱形孔配合，起到传递动力的作用。如图6所示，上述的连杆机构11包括曲柄1101、连杆1102和摇杆1103 ;曲柄1101上有三个孔用于与动力鳍舵机602上的舵机盘连接；摇杆1103通过大半圆形孔与密封性传动装置9的传动轴903相连；通过调整各杆件的长度可调节行程速比系数，使得摇杆1103顺时针旋转速率小于逆时针旋转速率。如图5所述的动力鳍翅2由翅框和布置在翅框上的若干翅叶202组成；具体结构是，翅框由上框201、下框204、支撑柱205和螺钉206构成；翅框的上框201、下框204上设有对应的轴孔，翅叶202的一侧设有轴，翅叶通过轴安装在上框201、下框204的轴孔上，且翅叶202朝向后方并可左右摆动；在翅框的下框204上还设有限位销钉203，通过限位销钉203限制翅叶转动的角度。如图7所示，所述的联轴器12的圆形凸台内的大半圆形孔用于和传动轴901配合连接，联轴器12的圆盘上的四个孔用于和舵机连接。如图2中，尾·鳍5可以在尾鳍舵机601的带动下动作，当尾鳍舵机601来回不停旋转时便可带动尾鳍5来回摆动，类似于鱼类前进时的尾鳍摆动，从而也可以推动本机器鱼向iu运动，使得本水下机器具有闻效和闻速如行的能力。权利要求1.一种动力鳍式机器鱼，由上壳体、浮沉鳍、下壳体和尾鳍组成，其特征在于，它还包括对称设在机器鱼中部两侧的动力鳍；动力鳍是由布置在机器鱼壳体内的动力传动机构和动力鳍翅所组成；动力传动机构包括:固定平台、舵机支架、动力鳍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力鳍式机器鱼，由上壳体、浮沉鳍、下壳体和尾鳍组成，其特征在于，它还包括对称设在机器鱼中部两侧的动力鳍；动力鳍是由布置在机器鱼壳体内的动力传动机构和动力鳍翅所组成；动力传动机构包括：固定平台、舵机支架、动力鳍舵机、密封性传动装置和连杆机构；其中：所述的舵机支架安装在固定平台上，动力鳍舵机安装在舵机支架上，动力鳍舵机带动连杆机构，连杆机构与密封性传动装置的传动轴连接，传动轴转动时带动连杆机构来回摆动；所述的连杆机构包括曲柄、连杆和摇杆，曲柄与动力鳍舵机上的舵机盘连接；摇杆与动力传动机构的传动轴相连；通过调整各杆件的长度调节行程速比系数，使得摇杆顺时针旋转速率小于逆时针旋转速率；所述的密封性传动装置包括内套、外套和传动轴，其中，外套固定在机器鱼下壳体上，其内腔下部设有内螺纹、上部为孔为半球形内腔，传动轴上部设有与半球形内腔配合的半球形凸台，内套上部设有外螺纹，外套与内套通过螺纹连接套在一起，传动轴与外套通过球面配合实现密封；所述的动力鳍翅由翅框和布置在翅框上的若干翅叶组成；具体结构是，翅框的上、下框上设有对应的轴孔，翅叶的一侧设有轴，翅叶通过轴安装在上、下框的轴孔上，且翅叶朝向后方并可左右摆动；在翅框的上、下框上还设有限位销钉，通过限位销钉限制翅叶转动的角度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊炳辉，赵建建，杨松，陈毕胜，袁义坤，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：