[发明专利]波动推进仿生机器魟鱼及其工作方法

权利要求书

1.一种波动推进仿生机器魟鱼，其特征在于：

包括水平基板（8），以及与水平基板（8）固定的上壳体（1）及下壳体（2）；

其中上壳体（1）与水平基板（8）之间还安装有控制系统电路板（5）、电池（6）及姿态控制机构（7）；其中下壳体（2）与水平基板（8）之间还安装有环形长鳍推进机构（3）；

所述姿态控制机构（7）由若干沿周向均匀分布方式或沿中心对称分布方式安装于水平基板（8）上的姿态调节单元组成；所述姿态调节单元由第一导轨（802) 、第一丝杠（804）、与第一丝杠（804）相连的第一步进电机（801）、安装于第一丝杆和第一导轨上的质量块（805）组成，所述第一步进电机（801）的输出轴与水平基板（8）平行；

所述环形长鳍推进机构（3）由环形硅胶薄膜（403）和若干沿周向均匀分布的环形长鳍推进单元组成；其中环形长鳍推进单元由电机径向位移控制机构、电机径向滑动机构、鳍条摆动机构、鳍面加持单元组成；

上述电机径向位移控制机构由第二步进电机（701）、第二丝杠（702）、升降台（703）、丝杠固定基座（704）组成；第二步进电机（701）的输出轴与水平基板（8）垂直；升降台（703）安装于第二丝杠（702）上，第二丝杠（702）一端与第二步进电机（701）相联，另一端与丝杠基座（704）相联；第二步进电机（701）与水平基板（8）固联，丝杠固定基座（704）与下壳体（2）固联；

上述电机径向滑动机构包括滑台基座（605）、滑台（604）、电机固定基座（603）、第三步进电机（601）；其中滑台基座（605）与下壳体（2）固联，滑台（604）安装于滑台基座（605）上可在其上径向滑动，电机固定基座（603）与滑台（604）固联，第三步进电机（601）安装于电机固定基座（603）上，第三步进电机（601）输出轴与水平基板（8）平行； 有一连杆（606），其一端与电机径向滑动机构中的电机固定基座（603）铰接，另一端与电机径向位移控制机构中的升降台（703）铰接；

上述鳍条摆动机构由光滑曲杆（501）、第一光滑直杆（502）、第二光滑直杆（503）、摆动机构基座（404）及密封橡胶圈（504）组成；第一光滑直杆（502）与第二光滑直杆（503）相平行，它们安装在摆动机构基座（404）上；摆动机构基座（404）与下壳体（2）铰接；密封橡胶圈（504）安装于下壳体（2）上，光滑曲杆（501）位于第一光滑直杆（502）与第二光滑直杆（503）之间，光滑曲杆（501）内侧一端通过密封橡胶圈（504）延伸到下壳体内，并与上述电机径向滑动机构中的第三步进电机（601）通过联轴器（602）相联；

上述鳍面加持单元由上鳍条（401）和下鳍条（402）组成；上鳍条（401）和下鳍条（402）夹持住所述环形硅胶薄膜（403）；上鳍条（401）和下鳍条（402）的内侧一端通过固定螺丝（405）安装在鳍条摆动机构的摆动机构基座（404）上。

2.根据权利要求1所述的波动推进仿生机器魟鱼，其特征在于：

所述的水平基板（8）为圆形。

3.根据权利要求1所述的波动推进仿生机器魟鱼，其特征在于：

上述上鳍条（401）和下鳍条（402）均为碳纤维材料。

4.根据权利要求1所述的波动推进仿生机器魟鱼的工作方法，其特征在于包括以下过程：

通过控制姿态控制机构中每个姿态调节单元中质量块（805）的位置，从而改变仿生机器魟鱼的重心，达到调节姿态的目的；

电机径向滑动机构中第三步进电机（601）通过联轴器（602）连接光滑曲杆（501），当第三步进电机（601）带动光滑曲杆在第一光滑直杆（502）与第二光滑直杆（503）之间转动，由于光滑曲杆（501）弯曲的末端，当光滑曲杆（501）做圆周运动时，使得摆动机构基座（404）产生摆动；

电机径向位移控制机构中的第二步进电机（701）带动第二丝杠（702）转动，进而控制升降台（703）做上下运动；电机径向滑动机构中第三步进电机（601）可相对滑台基座（605）做径向移动；由于连杆（606）一端与电机固定基座（603）铰接，另一端与升降台（703）铰接；当升降台（703）做上下运动时，通过连杆（606）转化为第三步进电机（601）的径向移动，第三步进电机（601）又因为通过联轴器（602）连接光滑曲杆（501），所以最终升降台（703）的上下运动，会转化为光滑曲杆（501）径向的伸缩运动；因为光滑曲杆（501）末端为弯曲状，所以光滑曲杆（501）的径向位移会改变摆动机构基座（404）的摆动幅值；

每个鳍面加持单元的规律性运动形成环形长鳍宏观上的波动运动。