[实用新型]一种仿生游动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能在液体中游动的装置及其驱动的方法。

背景技术

能在液体中（以水中为主）游动的装置有各种船和潜艇以及一些为特别用途而特别设计的装置。由于各种驱动装置的动力输出以回转的轴为主，此方式下用螺旋浆是一种能简便地实现将回转扭矩转化为推力的方法。此方法的缺点是会产生较大涡流和噪音。

在生物界中的水生动物大都是靠鳍或一鳍状结构来推动前进，其优点是比较适合肌肉拉动的往复运动，其效率要高于螺旋浆驱动，且噪音更低。于是有很多学者研究各种鱼类和其它水生动物的推动机理，也有很多人因此而设计出各种机器鱼类或其他机械生物。

水母是自然界最古老的水生动物之一，大部份水母都有三个主要部份：圆伞状或是钟状的身体，触器和口腕。水母钟状身体下面有一些特殊的肌肉能扩张然后迅速收缩，把身体内的水排出体外，通过喷水推进的方法，水母便能向相反的方向游动。一些水母有一层能够收缩钟状体的皮层，使水母能够快速移动。钟状体的边缘有一排圆形的小囊，当水母向一方过渡倾斜的时候，这些囊就会刺激神经末梢来收缩肌肉，并把水母转到正确的方向上去。

两个磁场在相对处的极性相同时会产生排拆力，而不同的极性则会产生吸引力；线圈在充电时会产生磁场，如果改变充电电流的方向，所产生的磁场极性也随之改变；永磁体的磁场极性在通常的条件下是不变的；所以如果将永磁体置于线圈产生的磁场中，在改变线圈中的电流时其作用力的方向也会改变。利用上述原理就可制造无需弹簧复位的双向电磁铁。

电磁力的大小与两个相互作用的磁场的磁场强度成正比；永磁体磁场是充磁之后的剩磁，其所能达到的强度与材料有关系，稀土磁材料所能达到的磁场强度比一般铁氧体高很多；而线圈所产生的磁场强度与线圈的匝数和线圈中的电流成正比。

近年来很多产品上采用上述原理制作的机构用以产生一些不大的驱动力，如市面大量的太阳花，只需太阳能就可以让花动起来；另外在很多型飞机模型上用来驱动尾舵的转动；还有一些用在微型摇控车上用来控制方向。

公开号为CN102795069A，公开日为2012年11月28日，发明名称为《复合驱动的仿水母两栖机器人的运动方法》的中国发明专利申请公开了一种仿生水母的运动机构，该运动机构包括驱动机构、传动机构、外壳和弹性腿，其通过在IPMC腿部施加交变电压，使IPMC在初始位置附近小幅摆动，从而产生向前的推力。

公开号为CN102514697A，公开日为2012年6月27日，发明名称为《仿生机械鱼工鱼及其运动方式》的中国发明专利申请公开了一种仿生鱼的机械运动方式，其通过沿机身周向设置多个电机控制鱼类尾鳍的摆动推进模式实现仿生鱼的游动方式。

公开号为CN102225702A，公开日为2011年10月26日，发明名称为《一种仿生水母式水下推进装置》的中国发明专利申请公开了一种仿生水母式的水下推进装置，模拟了水母在水下运动时伞盖张开，闭合的运动过程控制伺服电机正转、反转，经过丝杠传动后带动螺母相应地沿导杆前、后移动，经过丝杠传动后带动螺母相应地沿导杠前、后移动；螺母向前运动时，螺母凹槽上安装的支撑杆在流体动力的作用下带动柔性蹼收缩，螺母向后运动时，螺母凹槽上安装的支撑杆在流体动力的作用下带动柔性蹼展开，装置产生较大的推力向前航行。

以上专利申请提供了有关游动装置的不同的机械运动方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种不需要通过电机驱动也能模拟水母在液体中运动的装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案为：一种仿生游动装置,其包括：一能浮游的身体,浮游身体内装有多个线圈、多个磁铁、电池及控制电路；多个周向分布于浮游身体的驱动器，每一所述驱动器设置有相对应的所述线圈和磁铁，并由于所述线圈与所述磁铁的相互作用而被驱动；及至少一个与所述驱动器有效连接的推进器，所述推进器连动于所述驱动器并相对于所述浮游身体作摆动运动,

所述电池向所述控制电路供电，通过所述控制电路可以控制所述线圈中电流的通断、方向和通断时间，从而控制所述线圈与所述磁铁相互作用的力的方向和作用时间，从而控制驱动器的运动的方向和时间。

作为一种实施方式，每一所述驱动器包括一根从浮游身体内部向外辐射的轴，所述推进器安装在该轴朝外的一端，而（a）所述线圈或（b）所述磁铁的其中之一设置在该轴朝内的另一端，（a）所述线圈或（b）所述磁铁的另外之一固定安装在所述浮游身体内，并使所述线圈或所述磁铁能有效的相互作用驱动所述驱动器转动。