[发明专利]一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨

说明书

本发明一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨能够逼真地仿生海洋动物和鱼类的游动方式，提高传动效率，降低噪音；并且扭簧串自由度节点的数量可以任意设计，不仅可以模拟金枪鱼等鯵科模式的游动机理，还可以模拟鳗鱼等鳗鲡模式游动机理；扭簧串结构极为简单，易于加工制造。该扭簧串仿生鱼尾桨包括安装板、扭力簧串、尾体和尾鳍，所述扭力簧串的一端通过焊接或螺栓连接等方式固定连接在所述安装板的一端，所述扭力簧串的另一端通过焊接或螺栓连接等方式固定连接有所述尾鳍，所述扭力簧串包裹有所述尾体。所述的尾体由柔性材料制成，能够弯曲，并且尾体的面积可以影响推力的大小。

技术领域

本发明涉及一种尾桨，更具体的说是一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨。

背景技术

目前水面和水下航行器基本采用螺旋桨结构，桨叶曲率固定不变，是效能低的主要原因，会产生较大的噪音和尾涡。鱼类和鲸类海洋动物的游动方式是生物进化史的结晶，具有高效能、高速度、高灵活性，低噪声各种优点。水面航行器和水下潜航器如果采用仿生鱼尾水下推进技术，就可以做到高效能，灵活低噪的效果。

目前仿鱼尾推进有多种方式，例如发明名称为仿生机器鱼的柔性推进机构申请号2004100536602，该专利采用两个电机分别拉紧和放松鱼尾鳍两侧的钢丝绳来控制鱼尾的柔性摆动。缺点是传动刚性不足，力矩输出羸弱，动作粗拙，难以控制，无法用于较大型艇体结构。

发明名称为一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置申请号2005200205718，

该专利采用电机驱动蜗轮蜗杆副，继而带动偏心轮、滑动框架、拉杆，带动L型摆杆摆动，同时固定半齿轮又迫使传动齿轮组带动摆杆转动，摆杆末端有弹簧片和尾鳍，形成具有3个自由度绞链轴的柔性摆动。这种结构的缺点是摆动节点只有2个，刚性动作单一僵硬。

发明名称为电磁驱动多关节仿生鱼尾推进装置申请号2007100726206)，该专利采用纵向骨材、横向骨材，并分为多节，连接轴连接，这种结构的缺点是柔性有余，刚性不足，很难用于实际应用；还有动力多节点结构，每个自由度节点安装一个舵机，一般要3个以上自由度节点，安装3个舵机，势必造成结构复杂，动作协调难度提高的缺点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨，能够逼真地仿生海洋动物和鱼类的游动方式，提高传动效率，降低噪音；并且扭簧串自由度节点的数量可以任意设计，不仅可以模拟金枪鱼等鯵科模式的游动机理，还可以模拟鳗鱼等鳗鲡模式游动机理；扭簧串结构极为简单，易于加工制造。

为解决上述技术问题，本发明一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨包括安装板、扭力簧串、尾体和尾鳍，所述扭力簧串的一端固定连接在所述安装板的一端，所述扭力簧串的另一端固定连接有所述尾鳍，所述扭力簧串包裹有所述尾体。

作为本发明的进一步优化，本发明一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨所述的扭簧串仿生鱼尾桨还包括动力箱和驱动轴，所述动力箱由控制器、电源、电机和减速器组成，所述电源的输出端连接着控制器和电机的电源端，所述电源给控制器和电机供电，所述控制器的输出端连接着所述电机的输入端，所述电机的输出轴连接着所述减速器的输入端，所述减速器的输出端连接着所述驱动轴的一端，所述驱动轴的另一端与所述安装板的另一端固定连接。

作为本发明的进一步优化，本发明一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨所述的扭力簧串由单根弹簧钢丝或钢管制成。

作为本发明的进一步优化，本发明一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨所述的扭力簧串由首段圆圈状的安装孔、多个扭簧节点和末段圆圈状的安装孔组成，所述首段圆圈状的安装孔固定在安装板上，所述末段圆圈状的安装孔固定在尾鳍上，所述扭簧节点依次连接在首段圆圈状的安装孔和末段圆圈状的安装孔之间，从首段到末端，扭簧节点的扭簧直径逐渐加大或者扭簧圈数逐渐增加，所述扭力簧串为一体结构。

作为本发明的进一步优化，本发明一种适用于船艇的扭簧串仿生鱼尾桨所述的尾体由柔性材料制成。