[发明专利]可用于水上测量设备动力的仿生尾鳍

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动水上测量设备的动力机构，特别是可用于水上测量设备动力的仿生尾鳍，它适用于驱动水上和水中测量设备的运动。

背景技术

通常，驱动水上和水中物体运动的动力机构种类很多，主要有螺旋桨，基于仿生学原理的机构如人工鱼鳍，超导磁流体推进器等。

作为船舶驱动机构的螺旋桨虽然在船舶驱动方面已得到广泛的应用，但是其传动效率低，能耗大，噪音也大等缺点明显。

近些年来，不少人利用仿生原理，依据鱼尾制出简易的人工尾鳍，以此作为驱动船舶前进的动力，其效率高，噪音低，又节能，是又一个新的船舶驱动的发展方向。目前，这种简易的人工尾鳍的驱动方式分为以下两种方式：其一是利用步进电机或伺服电机驱动，此驱动方式的机构复杂，成本较高；其二是利用曲柄连杆机构机械装置驱动，此驱动方式是将圆周运动转化成往复运动，因其主要是由机械构件组成，所以摩擦大，磨损也大，效率也低。

另外，还采用一种超导磁流体推进器，该种超导电磁流体推进器虽然具有安静无噪声，操作简便等特点，但是，该种超导电磁流体推进器，成本高，速度慢，还需要大型发电机作为动力，不仅会增加船只或潜艇重量，而且作为驱动力的大型发电机的动力系统的速度高于超导磁流体推进器，不能直接驱动超导磁流体推进器，还需要增加设备投资，会使成本更高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于水上测量设备动力的仿生尾鳍，它能够克服己有技术的不足，不仅具有结构简单、成本低、绿色无污染的特点，并且，还能有效地提高推进效率和节能及静音效果。

其解决方案是：在尾鳍壳体内设置有与其连接的传动轴，该传动轴通过传动件与滑动连接在两相平行导轨上的两滑块传动连接。在每一个导轨的两端上面设有滑块运动起止限位件，于每一个滑块运动起止限位件处设置有光电耦合开关装置，用于测量判断滑块是否到达运动起止限位件，并在每一个滑块的两端设置遮光板。而在两相平行导轨的同一端各设置有电磁铁，该电磁铁与电控制器连接。

所述遮光板平行于水平面且垂直于滑块，并在遮光板上贴具有保护功能的厚海绵垫。

所述光电耦合开关装置平行于水平面且垂直于滑块运动起止限位件。

所述电控制器的控制电路是，与供电电源连接的集成芯片的输入端接光电耦合开关装置，所述集成芯片的输出端接触发器的输入端，而触发器的输出端与继电器连接，该继电器接供电电源，可作为供电电源开关。

当光电耦合开关装置输出高电平“1”或低电平 “0”给集成芯片，集成芯片判断后就输出信号给触发器，并驱动触发器工作。当触发器输出端输出高电平“1”时， 继电器的一组开关接通，使第一电磁铁接通供电电源并工作，而第二个电磁铁与供电电源断开不工作，第一滑块在第一电磁铁的吸引力下向第一电磁铁运动，并通过传动件迫使传动轴向一侧转动，从而带动仿生尾鳍鱼尾向同一侧摆动；当触发器输出端输出低电平 “0”时，继电器的另一组开关接通，第二电磁铁接通供电电源并工作，而第一电磁铁与供电电源断开不工作，第二滑块在该电磁铁的吸引力下向第二电磁铁运动，并通过传动件迫使传动轴向另一侧转动，从而带动鱼尾向另一侧摆动；触发器能够对通过集成芯片不断接收到的光电耦合开关的信号进行处理并控制其输出端输出低电平“0”或高电平“1”，可实现控制电路的不断循环，并控制继电器开关不断切换位置，不断改变第一电磁铁及第二电磁铁的通、断，实现仿生尾鳍的鱼尾周期性的左右摆动，以此驱动仿生尾鳍在水中前进。

所述的集成芯片为或非门；触发器具有电路状态记忆功能。

本发明采用上述技术方案，主要是本仿生尾鳍运动时，尾鳍尾部的摆动是由电磁铁的磁力提供动力，由简单的逻辑电路控制，而实现尾鳍尾部往复摆动的，而电磁铁是以蓄电池作为电源，因此，本仿生尾鳍是纯电推进系统，不仅具有绿色无污染的特点，符合世界科技节能环保的大趋势，也符合国家的节能环保政策导向，而且，具有明显的静音效果，能有效地提高推进效率和节能效果。同时，还具有结构简单，零件总数较少，相应的人工维护成本低，使用寿命长的特点。可用于小型水文测量船等对自持时间要求较高的系统，也可以用作纯电推进船舶的推进系统以代替传统的螺旋桨，有较高的推进效率，也可用于对推进系统的噪声有严格要求的一些特殊场合，比如水下声音信号的收集。

附图说明

图1为可用于水上测量设备动力的仿生尾鳍的结构示意主视图。

图2为图1中的A-A剖视图。

图3为电控制器的控制电路图。

具体实施方式