[发明专利]一种摆动扭转复合运动胸鳍推进仿生机器鱼

摘要

本发明公开一种摆动扭转复合运动胸鳍推进仿生机器鱼，构型参照鲼科鱼类仿生原型，包括身部、摆动胸鳍以及尾部；身部具有浮沉机构，实现仿生机器鱼的上浮与下潜，并通过身部后端安装的尾部进一步对上浮与下潜进行控制；摆动胸鳍安装在身部两侧，采用鳍条与骨架直板结合构成的柔性胸鳍骨架结构，可通过摆动驱动机构与扭转驱动机构分别驱动摆动胸鳍进行摆动和扭转复合运动得到有效攻角，进而实现仿生推进的胸鳍摆动推进模式仿生机器鱼。本发明的优点为：可实现鳍面展向柔性和弦向柔性的仿生分布，且可实现胸鳍的摆动运动，可控摆幅程度高、可控摆频范围大；且兼具柔性和扭转性能。

主权项

一种摆动扭转复合运动胸鳍推进仿生机器鱼，其特征在于：包括身部、摆动胸鳍以及尾部； 其中，身部包括身部外壳与身部外壳内固定安装的浮沉机构；所述浮沉机构包括密封壳体、浮沉筒、活塞以及由第一驱动舵机与传动齿轮构成的驱动机构；密封壳体顶面设计有与密封壳体内部以及身部外壳外部连通的浮沉筒；活塞由活塞盘与垂直活塞盘的活塞杆构成；活塞盘设置在浮沉筒内，周向侧壁与浮沉筒周向内侧壁间相互配合；而活塞杆穿过密封壳体位于密封壳体内部，通过活塞杆上下运动，使活塞盘可在浮尘筒内部进行上下活塞运动；活塞杆末端沿活塞杆轴向设计为齿条结构；齿条结构与第一驱动舵机驱动转动的传动齿轮啮合； 所述摆动胸鳍有两套，分别对称安装在身部两侧；摆动胸鳍包括胸鳍骨架、摆动驱动机构与扭转驱动机构；其中，摆动驱动机构由防水密封壳、直流电机、联轴器、前摆臂、后摆臂与摆杆构成；防水密封壳沿身部前后轴向固定在身部外壳侧壁上，防水密封壳内部固定安装有直流电机；直流电机的输出轴与联轴器相连，联轴器输出轴的输出端由防水密封壳前端面伸出；前摆臂与后摆臂均与防水密封壳轴线垂直设置；前摆臂与联轴器输出轴的输出端固连，而后摆臂与防水密封壳后端面上安装的连接轴转动套接；前摆臂与后摆臂间通过摆杆相连； 所述胸鳍骨架包括柔性鳍条与柔性骨架支板；柔性鳍条为两根；两根柔性鳍条的一端分别与摆杆前后两端固连，另一端通过蝶形连接件固连；柔性骨架支板为n个，n≥1；n个柔性骨架支板位于两柔性鳍条之间，均与两柔性鳍条套接； 所述扭转驱动机构由第二驱动舵机与柔性软轴构成；其中，第二驱动舵机固定安装在摆动驱动机构中的摆杆中部，通过舵机外壳密封；第二驱动舵机输出轴上固定有夹具；柔性软轴一端由夹具夹紧，另一端依次穿过摆动胸鳍根部到尖端间的各个柔性骨架支板后与连接件固连。 所述尾部由左侧尾与右侧尾构成；其中，左侧尾与右侧尾对称设置在身部外壳后端两侧，均由第三驱动舵机与尾板构成；左侧尾与右侧尾中的第三驱动舵机均与身部外壳后端固定，且输出轴同轴分别朝向机身左右两侧，且各连接一个水平设置的尾板。