[实用新型]一种面积可控的水下仿生推进装置

说明书

技术领域

本实用新型属于智能机器人技术领域，具体涉及一种能够控制水下机器仿生推进装置面积变化，从而提高推进性能的装置。

背景技术

仿生潜航器所处的水下环境极其复杂，具体表现在：(1)水下环境是一种三维环境，具有山川、珊瑚、洞穴以及水草等障碍，因此对于水下仿生潜航器的机动性能提出了很高的要求；(2)水中环境流动比较复杂，对于河流来说，既存在固定水流方向，同时也存在暗流和漩涡，对于海水来说，还有较大的风浪和潮汐。因此仿生潜航器需要具有较高的推进速度和推进力来防止被困以及突防。

在如此复杂的水下环境下，水下仿生潜航器要具备高速推进能力来完成高效长航程巡游、高速巡航、突防机动、稳定作业等多种任务，传统的固定面积的仿生推进装置很难达到最佳推进性能要求。

仿生推进装置面积的变化会影响到机器人的运动要求以及推进性能。一般情况下，推进装置的面积越大，所产生的力就会越大。仿生推进装置在每个周期的摆动时，会给水一个作用力，而水则会给仿生推进装置反作用力，这个反作用力在拍动周期的某些阶段与机器人行进方向相同，在某些阶段则与机器人行进方向相反。传统的水下仿生机器人推进装置面积都是固定的，这样的装置在机器人每个周期的运动中只能保持单一面积，而推进装置每个周期的摆动中，水给推进机构的反作用力与面积成比例，其对于推进方向相反方向的作用力使得机器人的推进性能较低，难以达到最佳的推进效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，使仿生推进装置能够在游动中的每个周期内通过改变面积，调整水对仿生推进装置推进方向同向和反向的作用力大小，有效提高其推进性能。本实用新型提出的一种面积可控水下仿生推进装置能够在机器人运动的同时，在一个周期内，自动改变仿生推进装置的面积，以使得有益于正向推进力产生的周期面积增大，不利于正向推进力产生的周期推进面积减小，从而提高一个拍动周期的推进能力。

本实用新型提出的一种面积可控水下仿生推进装置包括：仿生推进装置主体、开窗装置、滑块导轨和滑块连接装置，其中：所述仿生推进装置主体的作用平面上开设有多个窗口；所述开窗装置与仿生推进装置主体活动连接，用于遮挡所述仿生推进装置主体上所有窗口的部分或全部面积；所述滑块导轨的一端与开窗装置连接所述仿生推进装置主体的一端连接，其中，所述滑块导轨上设置有导轨；所述滑块连接装置一端的滑块接头置于所述滑块导轨的导轨内，另一端固定连接在可移动的杆件上。

可选地，所述仿生推进装置主体呈仿生鱼鳍形状。

可选地，所述活动连接为转动连接、左右平动连接或上下平动连接。

可选地，所述窗口靠近主体外侧的一端的形状与所述仿生推进装置主体的形状相似。

可选地，相邻窗口中间区域的形状与所述窗口的形状相似。

可选地，所述开窗装置与所述仿生推进装置主体开窗部分的形状相似。

可选地，所述开窗装置包括多个分支，每个分支的形状与单个窗口的形状相似，且所述分支的数量与窗口的数量相同。

本实用新型面积可控仿生推进装置在运动周期下通过面积的变化提高其推进性能。在一个周期中，水给仿生推进装置的反作用力与机器人行进方向相同时，可将仿生推进装置的面积变为最大，即全部开窗关闭，此时具有最大的推进力；而当水给仿生推进装置的反作用力与机器人行进方向相反时，可将仿生推进装置的面积变为最小，即全部开窗打开，此时可使与行进方向反向的反作用力变为最小，从而提高了仿生推进装置的推进性能。

附图说明

图1为本实用新型面积可控水下仿生推进装置的结构示意图；

图2a为根据本实用新型一实施例的面积可控水下仿生推进装置的面积变化形态示意图；

图2b为根据本实用新型另一实施例的面积可控水下仿生推进装置的面积变化形态示意图；

图3a为根据本实用新型另一实施例的面积可控水下仿生推进装置的面积变化形态示意图；

图3b为根据本实用新型再一实施例的面积可控水下仿生推进装置的面积变化形态示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型面积可控水下仿生推进装置的结构示意图，如图1所示，所述面积可控水下仿生推进装置包括：仿生推进装置主体1、开窗装置2、滑块导轨3和滑块连接装置4，其中：