[发明专利]一种仿箱鲀科机器鱼胸鳍的改进型推进机构

说明书

技术领域

本发明涉及仿生机器鱼技术领域，具体是一种仿箱鲀科机器鱼胸鳍的改进型推进机构。

背景技术

一直以来深海及内陆河流是人们探索的目标，随着海洋权益在国家战略中的重要性的日益凸显、人民生活对水资源的安全性要求日益提升。开发海洋资源、保护海洋环境、提升内陆河治理能力也是国家管水资源的三大重要原则。

目前，水下机器人技术、水下航行器技术等都成为国家管理水资源的重要工具，此类航行器形态笨重且不便携带，智能化程度较低。鉴于水下环境的复杂性及我国水域面积辽阔、管理难度较大、人力物力成本较高,故此一类节能、环保、低成本、高效率的新一代航行器-----水下仿生机器鱼应运而生。鱼类作为自然界进化的产物，在水中具有极为出色的游动能力，对其游动机理的研究有助于将机器鱼应用到国家管理公共服务中去，加强国家对海洋的治理能力，提高环保部门及饮用水等部门对内陆河及饮用水安全的监测能力。而胸鳍推进机构是提高机器鱼机动性能是的关键技术之一。目前，推进机构多以单自由度胸鳍为仿生对象，极大的制约了仿生机器鱼的技术发展，无法满足水下科研的技术要求。

现有技术中已公开的一种新型机器鱼胸鳍推进机构、CN 203005728 U，其中两胸鳍沿机器鱼中轴线两侧对称布置，所述两机构之间装配夹角为90度，所述机构均包括主动力电机、舵机托架、主传动轴、套筒、滑动杆、半球副、摆动架、转动舵机等部件组成了主动力传输机构、旋转机构、动力转换机构，所述主动力电机将力矩传递给齿轮对，形成主动力传输机构；所述齿轮通过主传动轴、主传动轴支架传递给舵机托架，所述舵机安装在舵机托架上，所述舵机为第二动力电机组成旋转机构；所述旋转舵机、套筒、滑动杆、半球副等组成动力转换机构，将垂直面旋转运动转换成水平面的旋转运动。经过我们对该机构试制后发现其存在一些缺点：所述主传动轴设计缺乏现实可操作性，制造难度大、传动效果差、密封困难；所述主动电机（采用了舵机）与齿轮连接困难，直接影响齿轮传动的效率及整个机构的灵活性；所述摆动架尺寸过大影响到机器鱼的整体尺寸，通过我们对机构分析及相关实验发现该机械胸鳍的运动远达不到我们所需要的效果；所述第二轴承座设计成分离式直接影响到胸鳍与鱼壳连接处的密封，该缺陷使得机器鱼无法完成诸如，下潜、上浮、水下转弯、水下翻滚等运动模态；所述滑动杆设计成多段式，制造难度加大、传动效果不理想，很难和球副形成操作性高的动力转换机构；另外，所述第二轴承座与鱼壳连接处密封效果不理想，无法进行机器鱼水下运动的相关实验。

发明内容

本发明解决现有技术的不足提供一种游动性能好、外形体积大、机动性能优的仿箱鲀科机器鱼胸鳍的改进型推进机构。

本发明的解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种仿箱鲀科机器鱼胸鳍的改进型推进机构，包括刚性胸鳍片、胸鳍驱动机构、底板和鱼壳壳体，胸鳍驱动机构设在底板上，胸鳍驱动机构驱动刚性胸鳍片；所述胸鳍驱动机构包括包括主动力电机、齿轮组、转动舵机、摆动架和柔性蒙皮；所述齿轮组分为主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮固定在齿轮固定板，主动力电机的传动轴与摆动架连接，摆动架与轴承组连接，轴承组分为关节轴承、第一轴承、第二轴承和第三轴承。

所述第一轴承设在从动动轴上，从动动轴与舵机托架和转动舵机连接，转动舵机通过舵机固定板与摆动架连接，摆动架与连接套筒连接，连接套筒与滑动杆一端连接，滑动杆另一端连接刚性胸鳍片。

所述滑动杆上设有第二轴承座和第三轴承座，第二轴承座上连接第二轴承，第二轴承内侧设有关节轴承套筒，关节轴承套筒上设置关节轴承；第三轴承座上设有第三轴承。

所述第三轴承座两侧设有第三轴承端盖Ⅰ和第三轴承端盖Ⅱ；第二轴承座上第二轴承端盖。

所述鱼壳壳体与胸鳍固定板连接，鱼壳壳体与滑动杆之间设有柔性蒙皮。

所述连接套筒通过导向钉与滑动杆一端连接，连接套筒通过转动销钉与摆动架连接。

所述从动动轴通过传动轴支架与底板连接。

所述柔性蒙皮为仿鱼皮橡胶。

本发明的有益效果为：