波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)及其工作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)及其工作方法，屬于仿生機(jī)器魚(yú)技術(shù)領(lǐng)域。它包括上殼體、下殼體、環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)及電池與控制系統(tǒng)電路板。本發(fā)明的仿生機(jī)器魟魚(yú)能夠模仿魚(yú)類(lèi)的胸鰭波動(dòng)推進(jìn)方式，實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)游動(dòng)、機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎及上浮與下潛運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的仿生機(jī)器魟魚(yú)既可以用于研究魚(yú)類(lèi)的波動(dòng)推進(jìn)機(jī)理，也可以用于水下作業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)及其工作方法，屬于仿生機(jī)器魚(yú)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用海洋資源的腳步不斷加快，各種水下機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的基于螺旋槳的水下推進(jìn)器，在推進(jìn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生側(cè)向渦流，增加能量消耗，降低推進(jìn)效率，而且槳葉易被水草纏繞，對(duì)環(huán)境擾動(dòng)較大。而在長(zhǎng)期的自然選擇中，海洋生物進(jìn)化出了優(yōu)異的水下運(yùn)動(dòng)能力。由于仿生水下機(jī)器人游動(dòng)機(jī)動(dòng)性、游動(dòng)效率、以及對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小等方面的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外研究人員根據(jù)魚(yú)類(lèi)的游動(dòng)特性已經(jīng)研究出了多種水下仿生機(jī)器人。
[0003]目前魚(yú)類(lèi)的運(yùn)動(dòng)推進(jìn)模式主要分為兩種:身體/尾鰭(Bodyand/or Caudal Fin，BCF)推進(jìn)模式和中央鰭/對(duì)鰭(Median and/or Paired Fin，MPF)推進(jìn)模式。BCF推進(jìn)模式仿生機(jī)器魚(yú)最早問(wèn)世，MPF推進(jìn)模式仿生機(jī)器魚(yú)起步較晚，但由于在低速游動(dòng)下，推進(jìn)效率、機(jī)動(dòng)性、穩(wěn)定性較BCF模式更為出色，更加適應(yīng)水下搜救任務(wù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘查、軍事偵察等。其中鰩科(Rajiform)的胸鰭波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魚(yú)具有優(yōu)異的游動(dòng)性能，國(guó)內(nèi)外科研人員已經(jīng)對(duì)胸鰭波動(dòng)推進(jìn)機(jī)理進(jìn)行了相關(guān)研究，并研制出了各類(lèi)仿生機(jī)器魚(yú)。
[0004]國(guó)防科技大學(xué)以尼羅河魔鬼魚(yú)為仿生對(duì)象，理論分析了鰭波動(dòng)推進(jìn)的波形、推力和效率，并進(jìn)行了相關(guān)的流體動(dòng)力學(xué)研究，研制了長(zhǎng)背鰭波動(dòng)推進(jìn)器。中科院自動(dòng)化研究所從尼羅河魔鬼魚(yú)的帶狀鰭運(yùn)動(dòng)得到靈感，研制了以?xún)蓚€(gè)帶狀長(zhǎng)鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)。日本大阪大學(xué)戶(hù)田研究室成功研制了 “魷魚(yú)”水下機(jī)器人，它長(zhǎng)而扁平的身體結(jié)構(gòu)能夠很容易地進(jìn)入狹窄復(fù)雜的水下區(qū)域。它的兩側(cè)分別安裝17個(gè)橡膠鰭，這些橡膠鰭通過(guò)內(nèi)置的伺服電機(jī)致動(dòng)器可使機(jī)器人有節(jié)奏地向前游動(dòng)。南洋理工大學(xué)研制了帶狀長(zhǎng)鰭推進(jìn)器。該推進(jìn)器由電機(jī)帶動(dòng)鰭條(曲軸)轉(zhuǎn)動(dòng)，鰭條間由薄膜連接，該機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退等功能。
[0005]上述以鰭波動(dòng)方式游動(dòng)推進(jìn)的仿生機(jī)器魚(yú)和推進(jìn)機(jī)構(gòu)都以電機(jī)直線(xiàn)排布的帶狀長(zhǎng)鰭作為推進(jìn)裝置，游動(dòng)的靈活性差。
[0006]本發(fā)明基于胸鰭波動(dòng)推進(jìn)魚(yú)類(lèi)魟魚(yú)的生物學(xué)特征，提出一種仿生機(jī)器魟魚(yú)的環(huán)狀長(zhǎng)鰭設(shè)計(jì)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種具有與魟魚(yú)波動(dòng)推進(jìn)方式相似的，能夠?qū)崿F(xiàn)高機(jī)動(dòng)性與穩(wěn)定性的仿生機(jī)器魚(yú)，為水下作業(yè)等提供一種新的工具。
[0008]本發(fā)明包括水平基板，以及與水平基板固定的上殼體及下殼體；
其中上殼體與水平基板之間還安裝有控制系統(tǒng)電路板、電池及姿態(tài)控制機(jī)構(gòu);其中下殼體與水平基板之間還安裝有環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
[0009]所述姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)由若干沿周向均勻分布方式或沿中心對(duì)稱(chēng)分布方式安裝于水平基板上的姿態(tài)調(diào)節(jié)單元組成;所述姿態(tài)調(diào)節(jié)單元由第一導(dǎo)軌、第一絲杠、與第一絲杠相連的第一步進(jìn)電機(jī)、安裝于第一絲桿和第一導(dǎo)軌上的質(zhì)量塊組成，所述第一步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與水平基板平行。
[0010]所述環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)由環(huán)形硅膠薄膜和若干沿周向均勻分布的環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)單元組成;其中環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)單元由電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)、電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、鰭面加持單元組成。
[0011]上述電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)由第二步進(jìn)電機(jī)、第二絲杠、升降臺(tái)、絲杠固定基座組成;第二步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與水平基板垂直;升降臺(tái)安裝于第二絲杠上，第二絲杠一端與第二步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)，另一端與絲杠基座相聯(lián);第二步進(jìn)電機(jī)與水平基板固聯(lián)，絲杠固定基座與下殼體固聯(lián)。
[0012]上述電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑臺(tái)基座、滑臺(tái)、電機(jī)固定基座、第三步進(jìn)電機(jī)；其中滑臺(tái)基座與下殼體固聯(lián)，滑臺(tái)安裝于滑臺(tái)基座上可在其上徑向滑動(dòng)，電機(jī)固定基座與滑臺(tái)固聯(lián)，第三步進(jìn)電機(jī)安裝于電機(jī)固定基座上，第三步進(jìn)電機(jī)輸出軸與水平基板平行;有一連桿，其一端與電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電機(jī)固定基座鉸接，另一端與電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)中的升降臺(tái)鉸接。
[0013]上述鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由光滑曲桿、第一光滑直桿、第二光滑直桿、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座及密封橡膠圈組成;第一光滑直桿與第二光滑直桿相平行，它們安裝在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座上;擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座與下殼體鉸接;密封橡膠圈安裝于下殼體上，光滑曲桿位于第一光滑直桿與第二光滑直桿之間，光滑曲桿內(nèi)側(cè)一端通過(guò)密封橡膠圈延伸到殼體內(nèi)，并與上述電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中的第三步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器相聯(lián)。
[0014]上述鰭面加持單元由上鰭條和下鰭條組成;上鰭條和下鰭條夾持住所述環(huán)形硅膠薄膜;上鰭條和下鰭條的內(nèi)側(cè)一端通過(guò)固定螺絲安裝在鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座上。上述上鰭條和下鰭條均為碳纖維材料。
[0015]當(dāng)機(jī)器魟魚(yú)具體工作時(shí)，通過(guò)控制姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)中每個(gè)姿態(tài)調(diào)節(jié)單元中質(zhì)量塊的位置，從而改變仿生機(jī)器魟魚(yú)的重心，達(dá)到調(diào)節(jié)姿態(tài)的目的；
電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中第三步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接光滑曲桿，當(dāng)?shù)谌竭M(jìn)電機(jī)帶動(dòng)光滑曲桿在第一光滑直桿與第二光滑直桿之間轉(zhuǎn)動(dòng)，由于光滑曲桿彎曲的末端，當(dāng)光滑曲桿做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，使得擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座產(chǎn)生擺動(dòng)；
電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)中的第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)第二絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制升降臺(tái)做上下運(yùn)動(dòng)；電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中第三步進(jìn)電機(jī)可相對(duì)滑臺(tái)基座做徑向移動(dòng)；由于連桿一端與電機(jī)固定基座鉸接，另一端與升降臺(tái)鉸接;當(dāng)升降臺(tái)做上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿轉(zhuǎn)化為第三步進(jìn)電機(jī)的徑向移動(dòng)，第三步進(jìn)電機(jī)又因?yàn)橥ㄟ^(guò)聯(lián)軸器連接光滑曲桿，所以最終升降臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)，會(huì)轉(zhuǎn)化為光滑曲桿徑向的伸縮運(yùn)動(dòng)；因?yàn)楣饣鷹U末端為彎曲狀，所以光滑曲桿的徑向位移會(huì)改變擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座的擺動(dòng)幅值；
每個(gè)鰭面加持單元的規(guī)律性運(yùn)動(dòng)形成環(huán)形長(zhǎng)鰭宏觀上的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)仿生機(jī)器魟魚(yú)游動(dòng)。
[0016]本發(fā)明的仿生機(jī)器魟魚(yú)，可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于仿生原型的胸鰭波動(dòng)推進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)巡游、原地機(jī)動(dòng)性轉(zhuǎn)彎以及上浮下潛運(yùn)動(dòng)，且低速下穩(wěn)定性極高，而且機(jī)動(dòng)靈活，適合水下復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境。本發(fā)明的仿生機(jī)器魟魚(yú)還可用于研究魚(yú)類(lèi)的波動(dòng)推進(jìn)機(jī)理和軍事偵察等相關(guān)領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1仿生機(jī)器魟魚(yú)外形結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2仿生機(jī)器魟魚(yú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4環(huán)狀柔性鰭面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；
圖6電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；
圖7電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)示意圖；
圖8姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)示意圖；
圖中標(biāo)號(hào)名稱(chēng):1、上殼體，2、下殼體，3、環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)，4、連接螺絲，5、控制系統(tǒng)電路板，6、電池，7，姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)，8、水平基板，401、上鰭條，402、下鰭條，403、硅膠環(huán)狀薄膜，404、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座，405、固定螺絲，501、光滑曲桿，502、第一光滑直桿，503、第二光滑直桿，504、密封橡膠圈，601、第三步進(jìn)電機(jī)，602、聯(lián)軸器，603、電機(jī)固定基座，604、滑臺(tái)，605、滑臺(tái)基座，606、連桿，701、第二步進(jìn)電機(jī)，702、第二絲杠，703、升降臺(tái)，704、絲杠固定基座，801、第一步進(jìn)電機(jī)，802、第一導(dǎo)軌，804、第一絲杠，805、質(zhì)量塊，806、安裝基板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的仿生機(jī)器魟魚(yú)的具體技術(shù)方案進(jìn)行描述。
[0019]如圖1、2所示，本發(fā)明的仿生機(jī)器魟魚(yú)由上殼體1、下殼體2、環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)3、連接螺絲4、控制系統(tǒng)電路板5、電池6、姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)7、水平基板8組成。
[0020]上殼體I與下殼體2之間通過(guò)連接螺絲4連接，連接時(shí)在上下殼的配合面涂有防水硅膠，以防機(jī)器魚(yú)在水下作業(yè)時(shí)，有水流通過(guò)連接縫隙滲入到機(jī)器魚(yú)內(nèi)部。
[0021]環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)由環(huán)狀柔性鰭面結(jié)構(gòu)、鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)組成。如圖4所示，上鰭條401與下鰭條402通過(guò)夾持環(huán)形硅膠薄膜403，并且在接合面涂有粘合膠水，使得碳纖維鰭條與環(huán)形硅膠薄膜牢固連接，形成一個(gè)基本鰭條單元，本發(fā)明有20個(gè)沿圓周均布的鰭條單元，每個(gè)鰭條單元的規(guī)律性運(yùn)動(dòng)形成環(huán)形長(zhǎng)鰭宏觀上的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)，碳纖維鰭條末端通過(guò)固定螺絲405安裝在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座404上。如圖5所不，鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由光滑曲桿501、第一光滑直桿502、第二光滑直桿503、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座404、密封橡膠圈504組成。密封橡膠圈504安裝于下殼體2上，光滑曲桿501通過(guò)密封橡膠圈504延伸到殼體內(nèi)，防止光滑曲桿501在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有水流滲透到殼體內(nèi)。光滑曲桿501在第一光滑直桿502與第二光滑直桿503之間做圓周運(yùn)動(dòng)，第一光滑直桿502、第二光滑直桿503與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座404固聯(lián)，由于光滑曲桿501彎曲的末端，使得光滑曲桿501做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座404可以做上下擺動(dòng)。如圖6所示，第三步進(jìn)電機(jī)601與光滑曲桿501通過(guò)聯(lián)軸器602連接，第三步進(jìn)電機(jī)601安裝在電機(jī)固定基座603上，電機(jī)固定基座603與滑臺(tái)604固聯(lián)，滑臺(tái)604可以在滑臺(tái)基座605上做徑向滑動(dòng)，滑臺(tái)基座605與下殼體2固聯(lián)。電機(jī)固定基座603與連桿606通過(guò)鉸鏈連接，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。如圖7所示，電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)由第二步進(jìn)電機(jī)701、第二絲杠702、升降臺(tái)703、絲杠固定基座704組成。第二步進(jìn)電機(jī)701與第二絲杠702固聯(lián)，第二步進(jìn)電機(jī)701固定于水平基板8上，第二絲杠702另一端固定于絲杠固定基座704上，絲杠固定基座704與下殼體2固聯(lián)。第二步進(jìn)電機(jī)701帶動(dòng)第二絲杠702轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制升降臺(tái)703做上下運(yùn)動(dòng)。升降臺(tái)703與連桿606之間為鉸鏈連接，如圖3所示，所以升降臺(tái)703的上下運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿606傳遞，轉(zhuǎn)化為第三步進(jìn)電機(jī)601的徑向運(yùn)動(dòng)，第三步進(jìn)電機(jī)601又因?yàn)橥ㄟ^(guò)聯(lián)軸器602連接光滑曲桿501，所以最終升降臺(tái)703的上下運(yùn)動(dòng)，會(huì)轉(zhuǎn)化為光滑曲桿501徑向的伸縮運(yùn)動(dòng)，因?yàn)楣饣鷹U501末端為彎曲狀，所以光滑曲桿501的徑向位移會(huì)改變擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座404的擺動(dòng)幅值。
[0022]如圖8所示，姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)由四個(gè)相同的滑臺(tái)機(jī)構(gòu)組成，每個(gè)滑臺(tái)機(jī)構(gòu)由第一步機(jī)電機(jī)801、第一導(dǎo)軌802、第一絲杠804、質(zhì)量塊805組成。通過(guò)控制第一步機(jī)電機(jī)801帶動(dòng)第一絲杠804，進(jìn)而控制質(zhì)量塊805沿第一導(dǎo)軌802移動(dòng)，從而改變仿生機(jī)器魟魚(yú)的重心，達(dá)到調(diào)節(jié)姿態(tài)的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)，其特征在于: 包括水平基板(8)，以及與水平基板(8)固定的上殼體(I)及下殼體(2); 其中上殼體(I)與水平基板(8 )之間還安裝有控制系統(tǒng)電路板(5 )、電池(6 )及姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)(7);其中下殼體(2)與水平基板(8)之間還安裝有環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)(3); 所述姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)(7)由若干沿周向均勻分布方式或沿中心對(duì)稱(chēng)分布方式安裝于水平基板(8)上的姿態(tài)調(diào)節(jié)單元組成;所述姿態(tài)調(diào)節(jié)單元由第一導(dǎo)軌(802)、第一絲杠(804)、與第一絲杠(804)相連的第一步進(jìn)電機(jī)(801)、安裝于第一絲桿和第一導(dǎo)軌上的質(zhì)量塊(805)組成，所述第一步進(jìn)電機(jī)(801)的輸出軸與水平基板(8)平行； 所述環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)(3)由環(huán)形硅膠薄膜(403)和若干沿周向均勻分布的環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)單元組成;其中環(huán)形長(zhǎng)鰭推進(jìn)單元由電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)、電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、鰭面加持單元組成； 上述電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)由第二步進(jìn)電機(jī)(701)、第二絲杠(702)、升降臺(tái)(703)、絲杠固定基座(704)組成；第二步進(jìn)電機(jī)(701)的輸出軸與水平基板(8)垂直;升降臺(tái)(703)安裝于第二絲杠(702)上，第二絲杠(702)—端與第二步進(jìn)電機(jī)(701)相聯(lián)，另一端與絲杠基座(704)相聯(lián);第二步進(jìn)電機(jī)(701)與水平基板(8)固聯(lián)，絲杠固定基座(704)與下殼體(2)固耳關(guān)； 上述電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑臺(tái)基座(605)、滑臺(tái)(604)、電機(jī)固定基座(603)、第三步進(jìn)電機(jī)(601);其中滑臺(tái)基座(605)與下殼體(2)固聯(lián)，滑臺(tái)(604)安裝于滑臺(tái)基座(605)上可在其上徑向滑動(dòng)，電機(jī)固定基座(603)與滑臺(tái)(604)固聯(lián)，第三步進(jìn)電機(jī)(601)安裝于電機(jī)固定基座(603)上，第三步進(jìn)電機(jī)(601)輸出軸與水平基板(8)平行；有一連桿(606)，其一端與電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電機(jī)固定基座(603 )鉸接，另一端與電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)中的升降臺(tái)(703)鉸接； 上述鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由光滑曲桿(501)、第一光滑直桿(502)、第二光滑直桿(503)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座(404)及密封橡膠圈(504)組成；第一光滑直桿(502)與第二光滑直桿(503)相平行，它們安裝在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座(404)上;擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座(404)與下殼體(2)鉸接;密封橡膠圈(504)安裝于下殼體(2)上，光滑曲桿(501)位于第一光滑直桿(502)與第二光滑直桿(503)之間，光滑曲桿(501)內(nèi)側(cè)一端通過(guò)密封橡膠圈(504)延伸到殼體內(nèi)，并與上述電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中的第三步進(jìn)電機(jī)(601)通過(guò)聯(lián)軸器(602)相聯(lián)； 上述鰭面加持單元由上鰭條(401)和下鰭條(402)組成；上鰭條(401)和下鰭條(402)夾持住所述環(huán)形硅膠薄膜(403);上鰭條(401)和下鰭條(402)的內(nèi)側(cè)一端通過(guò)固定螺絲(405)安裝在鰭條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座(404)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)，其特征在于: 所述的水平基板(8)為圓形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)，其特征在于: 上述上鰭條(401)和下鰭條(402)均為碳纖維材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波動(dòng)推進(jìn)仿生機(jī)器魟魚(yú)的工作方法，其特征在于包括以下過(guò)程: 通過(guò)控制姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)中每個(gè)姿態(tài)調(diào)節(jié)單元中質(zhì)量塊(805)的位置，從而改變仿生機(jī)器魟魚(yú)的重心，達(dá)到調(diào)節(jié)姿態(tài)的目的； 電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中第三步進(jìn)電機(jī)(601)通過(guò)聯(lián)軸器(602)連接光滑曲桿(501)，當(dāng)?shù)谌竭M(jìn)電機(jī)(601)帶動(dòng)光滑曲桿在第一光滑直桿(502)與第二光滑直桿(503)之間轉(zhuǎn)動(dòng)，由于光滑曲桿(501)彎曲的末端，當(dāng)光滑曲桿(501)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，使得擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座(404)產(chǎn)生擺動(dòng)； 電機(jī)徑向位移控制機(jī)構(gòu)中的第二步進(jìn)電機(jī)(701)帶動(dòng)第二絲杠(702)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制升降臺(tái)(703)做上下運(yùn)動(dòng)；電機(jī)徑向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中第三步進(jìn)電機(jī)(601)可相對(duì)滑臺(tái)基座(605)做徑向移動(dòng)；由于連桿(606)—端與電機(jī)固定基座(603)鉸接，另一端與升降臺(tái)(703)鉸接；當(dāng)升降臺(tái)(703)做上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿(606)轉(zhuǎn)化為第三步進(jìn)電機(jī)(601)的徑向移動(dòng)，第三步進(jìn)電機(jī)(601)又因?yàn)橥ㄟ^(guò)聯(lián)軸器(602)連接光滑曲桿(501)，所以最終升降臺(tái)(703)的上下運(yùn)動(dòng)，會(huì)轉(zhuǎn)化為光滑曲桿(501)徑向的伸縮運(yùn)動(dòng)；因?yàn)楣饣鷹U(501)末端為彎曲狀，所以光滑曲桿(501)的徑向位移會(huì)改變擺動(dòng)機(jī)構(gòu)基座(404)的擺動(dòng)幅值； 每個(gè)鰭面加持單元的規(guī)律性運(yùn)動(dòng)形成環(huán)形長(zhǎng)鰭宏觀上的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B63H1/36GK106043643SQ201610395854
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】王揚(yáng)威, 閆勇程, 劉凱, 何嘉誠(chéng), 趙東標(biāo), 陸永華, 蘭博文
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)