[发明专利]偏心轮传动的仿生鱼尾结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿生结构，尤其涉及一种偏心轮传动的仿生鱼尾结构，属于仿生领域。

背景技术

水下仿生学、机器人学、新型材料学等学科不断进步与发展，以及海上的发展需求增加，酷似鱼类外形的仿生鱼成为机械领域的研究热点。仿生鱼可以探索和深入研究海底动植物资源，广泛应用于水下环境检测、港口监控、搜救行动、人道主义排雷、海岸安全、渔业管理、反恐行动和军事行动等。鱼类的推进模式的研究成为仿生鱼的基础，鱼类的推进模式分为喷射式、BCF推进方式(尾鳍推动)、MPF推进方式(胸鳍或腹鳍推动)，其中BCF推进方式能够产生大推力并且可以高速游动。为了实现仿生鱼小型化、灵活性及运动范围，如果结构过于复杂，仿生鱼过重，同时受到材料的限制，以此无法模拟鲅鱼、金枪鱼等鱼类的复杂运动。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的问题而提供一种偏心轮传动的仿生鱼尾结构。

本发明的目的是这样实现的：包括尾柄高、鱼尾、微型电机、偏心轮，所述微型电机安装在尾柄高上，偏心轮安装在微型电机的输出轴上，鱼尾包括尾部、中间杆和身体部，身体部与所述偏心轮形配合，中间杆与尾柄高的端部铰接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.尾柄高、偏心轮和鱼尾的材料均是纤维增强复合材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用了一种新型材料和传动形式，实现鲅鱼、金枪鱼等鱼类的复杂运动，且具有结构简单、重量轻、效率高等的优点。本发明通过微型电机连接偏心轮，偏心轮进行360度旋转带动鱼尾进行左右-60°～60°摇摆，也即本发明通过简单的结构即可实现模拟鲅鱼、金枪鱼等采用BCF推进方式(尾鳍推动)模式鱼类的复杂运动。

附图说明

图1是本发明的主视方向的结构示意图；

图2是本发明的俯视方向的结构示意图。

图中：1尾柄高；2鱼尾的尾部；3微型电机；4偏心轮；5鱼尾的身体部；6鱼尾的中间杆。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1和图2，本发明包括尾柄高1、鱼尾、偏心轮4、微型电机3，鱼尾包括尾部2、中间杆6和身体部5，其中材料选择：偏心轮选择碳纤维复合材料，尾柄高和鱼尾选择玻璃纤维聚氨酯复合材料，其相对于碳纤维环氧复合材料，弹性模量更小、刚度更低、柔性更好，变形更大。本发明的微型电机采用瑞士maxon motor公司的整套微小直流电机驱动，体积小，重量轻，转矩大。所述微小电机配套包括减速器和编码器。通过微型电机2连接偏心轮4，偏心轮4与鱼尾的身体部5进行形配合实现运动的进一步的传递，鱼尾的中间杆6与尾柄高的端部铰接连接，进一步实现鱼尾摆动，偏心轮4进行360度旋转带动鱼尾2进行左右-60°～60°摇摆，尾柄高1对整体形成支架，整体偏心轮传动的仿生鱼尾结构采用销进行定位。

本发明属于仿生领域，研究鲅鱼、金枪鱼等鱼类月尾形状，主要涉及复合材料的特点和简单传动机构来涉及一种仿生鱼尾，来模拟鲅鱼、金枪鱼等采用BCF推进方式(尾鳍推动)模式鱼类复杂运动。

本发明采用以下技术方案：偏心轮传动的仿生鱼尾结构包括尾柄高、鱼尾、偏心轮、微型电机。所述尾柄高和鱼尾是纤维增强复合材料中的玻璃纤维聚氨酯复合材料制成，其中尾柄高中包括微型电机和偏心轮，电机带动偏心轮运动，使其尾鳍运动，所述电机驱动可以使鱼尾摆动达到-60°～60°。

本发明公开了偏心轮传动的仿生鱼尾结构，包括尾柄高、鱼尾、偏心轮、微型电机。所述尾柄高和鱼尾是纤维增强复合材料制成，其中尾柄高中包括微型电机和偏心轮，电机带动偏心轮运动，使其尾鳍运动，也即鱼尾运动是通过微型电机带动偏心轮进行运动。本发明能实现如鲅鱼、金枪鱼等采用BCF推进方式(尾鳍推动)模式鱼类复杂运动，且具有效率高、成本低、重量轻、结构简单等优点。

所述尾柄高和鱼尾是纤维增强复合材料中的玻璃纤维聚氨酯复合材料制成，所述偏心轮也采用纤维增强复合材料制成；具体的说偏心轮是碳纤维复合材料制成。