[发明专利]基于行星轮系的仿胸鳍推进装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿鱼推进技术领域的装置，具体地说涉及一种仿生机器鱼胸鳍推进装置。

背景技术

鱼类作为自然界进化的产物，其出色的游动能力日益受到国内外学者的关注。中间/对鳍推进方式作为一种主要的推进模式，在游动的灵活度、姿态稳定性、沉浮控制及定位等方面具有明显的优势。研究中间/对鳍推进并进行机构创新设计对解决鱼体机动性、稳定性等问题具有重要意义。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号：CN 101665174，公告日：2012.02.02，专利名称：胸鳍柔性摆动机器鱼，该专利描述了一种胸鳍柔性摆动机器鱼，该机器鱼主要原理是通过凸轮滚子机构，将电机的转动转化为胸鳍连杆的摆动。中国专利公开号：

CN100340452C，公告日为：2007.10.03，专利名称为：一种仿生机器鱼胸鳍结构，该专利主要原理是通过三个舵机将转动分别传到齿轮轴和锥齿轮上，传到齿轮轴上可以带动胸鳍作拍动运动，而传递到锥齿轮上可以带动胸鳍作转动运动。

上述专利利用不同原理实现了仿胸鳍推进，但也存在明显不足：1)专利一采用凸轮机构实现胸鳍连杆的往复摆动，由于凸轮存在几何参数设定后摆动幅度不可调节的缺点，使得胸鳍连杆的运动形式单一；2)专利一采用两套相同的凸轮机构分别实现左、右胸鳍的摆动，需要添加齿轮机构实现凸轮的同步性问题；3)专利二两个胸鳍分别由两个舵机正反转传递到齿轮轴，通过齿轮转动分别带动胸鳍往复拍动，胸鳍的往复运动控制要依赖舵机；4)上述两个胸鳍推进装置都不可避免地用了齿轮机构，使得整个推进装置较为复杂。5)另外舵机和凸轮机构在承载方面均有不足，对推进装置在推进力较大的应用场合受限。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单紧凑，承载能力大，尤其适用于空间受限场合的仿胸鳍摆动机器鱼推进装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于行星轮系的仿胸鳍推进装置，包括机架、电源、推进部分、左右机动部分、固定支承板、活动支承板、左胸鳍、右胸鳍、鱼体和尾鳍，所述固定支撑板和活动支撑板相互平行地安装在所述机架上，所述固定支撑板位于活动支撑板的前方位置，所述左右机动部分位于固定支撑板和活动支撑板之间，其中，

所述推进部分包括驱动伺服电机、联轴器、传动轴、行星架、双圆盘行星轮、太阳轮、双头螺柱、左胸鳍连杆、右胸鳍连杆、左摇块、左摇块固定杆、右摇块和右摇块固定杆，所述驱动伺服电机固定在所述固定支撑板上，其输出轴通过联轴器与传动轴的一端相连接，所述传动轴的另一端与行星架相连接；所述行星架的输出轴与双圆盘行星轮的中部通过轴承连接；所述行星轮包括相互平行的上圆盘和下圆盘，所述下圆盘外部齿轮与太阳轮的内部齿轮相啮合，沿所述上圆盘的分度圆周围均匀开设有多个螺纹孔；所述太阳轮固定在所述机架上并位于所诉固定支撑板的前方位置；所述双头螺柱的一端安装在所述上圆盘的螺纹孔中，另一端分别与所述左胸鳍连杆和右胸鳍连杆铰接；所述左摇块固定杆和右摇块固定杆的一端分别安装在所述活动支撑板的左右两侧，所述左摇块和右摇块分别固定在所述左摇块固定杆和右摇块固定杆的另一端上，所述左胸鳍连杆和右胸鳍连杆分别穿过所述左摇块和右摇块，并与左摇块和右摇块相互铰接；

所述左右机动部分包括上燕尾形导轨、上滑块、下燕尾形导轨、下滑块、齿条和电机轴上配有齿轮的正反转伺服电机；所述上燕尾形导轨和下燕尾形导轨分别固定在所述活动支撑板的前端面的上端和下端，所述上滑块和下滑块分别固定安装在所述固定支撑板的后端面的上端和下端，所述上燕尾形导轨和下燕尾形导轨分别与所述上滑块和下滑块之间相互滑动配合；所述齿条固定在所述活动支撑板的前端面的中部位置，所述正反转伺服电机固定在所述固定支撑板的后端面上，其输出轴上安装有和所述齿条相啮合的电机齿轮。

本发明双圆盘行星轮的两个圆盘齿轮的中部相互固定连接。

本发明行星架的输出轴与双圆盘行星轮之间的轴承包括第一深沟球轴承和第二深沟球轴承，所述第二深沟球轴承和第一深沟球轴承相互接触并前后安装，所述第一深沟球轴承的后端通过行星架的轴肩约束。

本发明还包括套筒和挡板，所述第二深沟球轴承的前端通过套筒约束，所述套筒的上端由挡板压住。

本发明还包括第一螺母，所述挡板由第一螺母压紧在所述套筒上，并与所述双圆盘行星轮之间留有间隙。

本发明还包括键，所述传动轴通过所述键与行星架连接。

本发明还包括太阳轮支撑柱，所述太阳轮通过所述太阳轮支撑住固定连接在所述机架上。