[发明专利]360°仿生波动推进装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种水下仿生推进装置，特别是一种360°仿生波动推进装置。

背景技术：

经过几亿年的进化，鱼类在推进效率、灵活性、可操控性等方面具有超越任何人造水面和水下运载器的优越性，一直为仿生学家所关注，目前许多发达国家都十分重视鱼形机器人的研究，我国也积极参与其中，取得了很多重要成果，并且进入了工程实施阶段，但是所制造出的机器鱼与生物鱼相比还有很大差距，特别是游动速度还不足2米每秒，人都比它游的快，灵活性较生物鱼也相差甚远。

关于较大功率仿生波动推进装置的研究还是空白，其原因不在于理论实验研究不深入，波动推进技术的实现手段(多关节、曲柄连杆、人造肌肉、压电陶瓷、形状记忆合金等)虽然技术含量很高，但是不够巧妙，无法克服推进机构体积庞大而且外露的缺点。

国内外众多大型科研院所的实验研究表明：波动推进比常规推进的推进效率高30％以上，取而代之只是时间问题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种结构简单、制作成本低且仅需依靠齿轮就能驱动的360°仿生波动推进装置。

本发明采用如下技术方案：

一种360°仿生波动推进装置，包括与发动机输出轴连接的大齿圈传动轴，与大齿圈传动轴连接的大齿圈，置于大齿圈内的平动齿轮、换向齿轮以及转向齿轮，所述大齿圈的两侧装有端盖，所述平动齿轮、换向齿轮以及转向齿轮分别通过各个的安装轴置于端盖上，其中平动齿轮和转向齿轮各自所在安装轴的轴端分别延伸至端盖外，所述平动齿轮与换向齿轮相啮合，该换向齿轮与所述转向齿轮相啮合；所述转向齿轮轴的一端与方向控制机构连接；所述平动齿轮所在安装轴的延伸端装有弹性桨片。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，将该仿生波动装置的大齿圈置于水下航行体底舱或侧面舱体内，弹性桨片伸出航行体外，在大齿圈的带动下，平动齿轮和换向齿轮随同大齿圈转动，由于平动齿轮和换向齿轮、转向齿轮依次啮合，而转向齿轮不转，从而驱动平动齿轮以与大齿圈相同的角速度反方向自转，以船体为参照物则平动齿轮只绕转向轴公转不自转，平动齿轮和平动齿轮轴还有弹性桨片是固连在一起的；所以弹性桨片做旋转平移运动，弹性桨片在平移击水时发生弹性弯曲而左右或上下摆动，形成巨大的产生推进力的反卡门涡街，推进航行体前进。

转向齿轮的安装轴带动转向齿轮转动，则所有弹性浆片的摆动方位发生相应的改变，因此可获得在水平面或竖直面上360度范围内任意方向的推力，使水下航行体左、右、上、下或前、后运动，使其具有超强的机动性；该360度仿生波动推进装置集浆、舵、减摇鳍、停船四种功能于一身，是非常理想的水下推进装置；其具有推进效率高，比常规推进装置的推进效率高30％；具有很大的军事应用价值。

本发明的优选方案是：

所述转向齿轮与平动齿轮两者的规格相同。

所述弹性桨片与平动齿轮安装轴一端连接。

所述转向齿轮的安装轴与大齿圈的传动轴同心设置，该大齿圈的传动轴是空心轴，套装于所述转向齿轮安装轴的外部。

所述平动齿轮安装轴延伸至端盖外；所述转向齿轮的安装轴的一端延伸至端盖外。

所述方向控制机构是方向机。

所述平动齿轮的延伸端通过旗杆装有弹性桨片，且弹性桨片总是指向推进力的反方向。

所述大齿圈设为数个，相邻设置的大齿圈分别啮合。

所述弹性桨片是任意形状的片状物，或者是与金枪鱼尾鳍或胸鳍的形状相同。

所述转向齿轮与大齿圈同心设置，该转向齿轮通过均布在转向齿轮周边的换向齿轮与平动齿轮相啮合。

所述平动齿轮可分置成数层设置，相邻层的平动齿轮之间通过换向齿轮相啮合，最内层的平动齿轮通过换向齿轮与转向齿轮相啮合。

附图说明：

图1是实施例1结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是实施例2的结构示意图。

图4是两个大齿圈啮合的结构示意图。

图5是四个大齿圈并排排列啮合示意图。

图6是四个大齿圈组合排列啮合传动示意图。

图7实施例3的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例详述本发明：

一种360°仿生波动推进装置，参见附图1至附图7，图中：大齿圈1、端盖2、大齿圈传动轴3、转向齿轮安装轴4、转向齿轮5、换向齿轮6、平动齿轮7、平动齿轮安装轴8、换向齿轮安装轴9、弹性桨片10、旗杆11、方向机12、驱动轮13。

实施例1：