[发明专利]一种鳍面性能测试实验装置

说明书

本发明公开了一种鳍面性能测试实验装置，支承总成分别与水箱以及水箱内设置的测量总成和调节总成连接，测量总成用于测量推进总成运动过程中产生的推进力和推进力矩；调节总成的俯仰调节轴上端与测量总成连接，下端经俯仰调节支撑板与偏转调节座连接，偏转调节座设置在俯仰调节支撑板的两端，分别经偏转锁紧块与偏转调节块的两端连接，偏转调节座和偏转调节块配合，通过偏转锁紧块实现圆周方向固定，偏转调节块的下侧经推进总成与鳍面连接，调节总成用于实现鳍面的俯仰角度调节、偏转角度调节、单鳍和对鳍拓展转换、鳍面舵机间距调节和舵机数量拓展。本发明可以实现鳍面俯仰角度和偏转角度的精确调节，满足鳍面与水流不同角度下的性能测试。

技术领域

本发明属于仿生机器人性能测试技术领域，具体涉及一种鳍面性能测试实验装置。

背景技术

海洋环境中蕴含丰富的资源，随着现代科学技术的蓬勃发展，海洋探索逐步成为海洋科技领域中的重要角色，各国纷纷把海洋资源的探索作为国家发展战略，对于海洋的探测、开发和利用已成为各国科学家的研究重点，同时还在不断加大海洋研究和开发力度。水下机器人作为一种综合人工智能和先进计算机技术的任务控制器，能高效地帮助人类探测、开发和利用海洋资源。

作为水下机器人关键技术之一，水下推进技术一直都是国内外研究者关注的重点，目前实用的推进方式仍以多螺旋桨推进为主。为了适应开发和利用海洋资源的新需求，各国学者都在积极寻找高效、机动灵活的水下推进方式，基于仿生学研究发现，绝大部分鱼类游动效率达到80％以上，并且具备高超的游动技能。在此启发下，科研人员将水下推进器的研究拓展到模拟水下生物游动的仿生推进。根据游动器官不同，国际上较为权威的关于鱼类推进模式的分类是将其分为身体/尾鳍(Body and/or Caudal Fin，BCF)模式和中央鳍/对鳍(Median and/or Pair Fin，MPF)模式两大类，其中MPF模式根据推进方式的不同，又可分为摆动鳍方式和波动鳍方式。由于模仿鱼类MPF模式推进的水下仿生机器人无需载体本身参与推进过程，能起到简化设计结构的作用，还可在姿态灵活操作的同时，有效的避免因身体摆动导致形体阻力增加，因此MPF运动模式由于其结构和运动方式的独特性，使其在水下机器人仿生推进中得到广泛的关注。

鳍面作为MPF推进模式中的关键部件之一，其性能的好坏直接决定了MPF模式推进的水下机器人运动性能，因此对鳍面性能的研究具有重要意义。对于波动鳍鳍面实验研究，不同鳍面角度对于推进器性能有重要影响，但是现有鳍面实验装置缺乏鳍面多角度实验调节以及单鳍或对鳍拓展实验的功能。

因此，为了解决现有仿生波动鳍鳍面实验装置存在的缺乏鳍面多角度实验调节以及单鳍或对鳍拓展实验的功能，对具有多角度调节功能的仿生波动鳍鳍面性能测试实验装置研究具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种鳍面性能测试实验装置，解决现有仿生波动鳍鳍面实验装置存在的缺乏鳍面多角度实验调节以及单鳍或对鳍拓展实验的功能。

本发明采用以下技术方案：

一种鳍面性能测试实验装置，包括支承总成，支承总成设置在水箱的上部，分别与水箱以及水箱内设置的测量总成和调节总成连接，测量总成经调节总成与推进总成连接，测量总成用于测量推进总成运动过程中产生的推进力和推进力矩；调节总成包括俯仰调节轴，俯仰调节轴的上端与测量总成连接，下端经俯仰调节支撑板与偏转调节座连接，偏转调节座设置在俯仰调节支撑板的两端，分别经偏转锁紧块与偏转调节块的两端连接，偏转调节座和偏转调节块配合，通过偏转锁紧块实现圆周方向固定，偏转调节块的下侧经推进总成与鳍面连接，调节总成用于实现鳍面的俯仰角度调节、偏转角度调节、单鳍和对鳍拓展转换、鳍面舵机间距调节和舵机数量拓展。

具体的，俯仰调节轴呈半圆柱结构，两端沿半圆柱平面开有供锁紧块旋转滑动的圆弧槽，沿圆弧面设有供锁紧块固定螺钉移动的凹槽，俯仰调节轴的两端面刻有角度刻度。