[实用新型]一种专用于测试波动鳍对摆动尾鳍推进性能影响的试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验系统，具体为一种专用于测试波动鳍对摆动尾鳍推进性能影响的试验系统。

背景技术

目前，作为水下潜器和水下机器人关键技术之一的推进系统，多采用螺旋桨和叶轮式等原理的常规推进器，并多以电磁马达或液压马达驱动，这些常规推进器存在能源利用率低、结构尺寸和重量大、对环境扰动大、噪音大、动密封和可靠性差等许多缺点。另外，以常规推进方式驱动的水下运动装置存在起动、加速性能弱，运动灵活性以及隐蔽性能差等缺点，且受承载空间和承载能力的限制，造成水下潜器和水下机器人作业时间短、范围小，限制了它们的应用。

而海洋中的水生动物，经过漫长的自然选择过程，发展了各具特色的水中运动能力，十几亿年的进化造就了完美的运动方式，其超凡的水中运动能力为各式现代化的水面舰船和水下航行器所望尘莫及。

因此，近几年来针对仿鱼形推进器的研究日益增多，研究人员及工程师开始关注和着手研究各种游动模式的鱼类，然而对于这些活体鱼类进行实验研究的可重复性相当差，活鱼无法按照科学家预期的安排进行游动，而仿生鱼本身就是一个新生的事物，因此目前还没有很好的专用测试系统来测试仿生鱼中波动鳍与尾鳍之间运动性能的相互影响参数，给仿生鱼的实际设计制造带来很大的困难。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型设计了一种专用于测试波动鳍对摆动尾鳍推进性能影响的试验系统，其能快速地获得波动鳍不同波长、摆幅和频率的运动对于尾迹区域摆动鳍推进的性能影响参数，可为多鳍组合推进的水下仿生机器鱼的鱼鳍合理布局和游动性能提供很好的设计依据。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种专用于测试波动鳍对摆动尾鳍推进性能影响的试验系统，其特征在于：包括一流水速度可调的水槽，水槽中相互间隔设置着一摆动鳍装置和至少一组波动鳍装置；所述摆动鳍装置包括一定位在水槽壁上的动力电机，动力电机的输出轴通过一测力传感器连接着仿尾鳍摆片；所述每组波动鳍装置各自通过一连杆定位在水槽壁上，每组波动鳍装置均包括有一驱动电机，驱动电机的输出轴连接着一凸轮组，凸轮组下方设置着一排由其驱动的可依序伸缩的连杆，连杆的顶端连接着仿波动鳍的波片。

进一步的，上述测力传感器为六分量测力传感器。

整个装置置于流速可控的水槽中，水流方向由右向左。

在试验时，通过控制波动鳍装置的驱动电机运动，带动凸轮组下的一排连杆上下运动，通过合理设置凸轮组机构可使得各连杆依序上下运动产生一定的时间差，综合表现在连杆顶端的波片就可产生一定波长、摆幅和频率的波动运动，形成各种仿波动鳍运动。同时通过动力电机运动，驱动六分量测力传感器上的仿尾鳍摆片摆动，通过六分量测力传感器测仿尾鳍摆片在不同波动鳍运动中的推进力、升力和扭矩等力学性能，并以此来分析波动鳍运动对于尾迹区域摆动鳍推进的性能影响，为多鳍组合推进的水下仿生机器鱼的鱼鳍合理布局和游动性能提供很好的设计依据。

附图说明

图1、本实用新型的结构示意图；

图2、本实用新型摆动鳍装置的结构示意图；

图3、本实用新型波动鳍装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种专用于测试波动鳍对摆动尾鳍推进性能影响的试验系统，包括一流水速度可调的水槽1，水槽1中相互间隔设置着一摆动鳍装置2和至少一组波动鳍装置3；在本实施例中，波动鳍装置3为两组，在实际中可根据需要设定相应组数。

所述摆动鳍装置2包括一定位在水槽1壁上的动力电机21，动力电机21的输出轴通过一六分量测力传感器22连接着仿尾鳍摆片23。

所述每组波动鳍装置3各自通过一连杆4定位在水槽1壁上，每组波动鳍装置3均包括有一驱动电机31，驱动电机31的输出轴连接着一凸轮组32，凸轮组32下方设置着一排由其驱动的可依序伸缩的连杆33，连杆33的顶端连接着仿波动鳍的波片34。

在试验时，流速可控的水槽1中水流方向由右向左。

通过控制波动鳍装置3的驱动电机31运动，带动凸轮组32下的一排连杆33上下运动，通过合理设置凸轮组32机构可使得各连杆33依序上下运动产生一定的时间差，综合表现在连杆33顶端的波片34就可产生一定波长、摆幅和频率的波动运动，形成各种仿波动鳍运动。