[发明专利]一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼

权利要求书

1.一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼，其特征在于，包括上舱盖、下舱板、胸鳍下夹板和胸鳍驱动机构；所述上舱盖设在下舱板上方，所述上舱盖与下舱板构成密闭空腔，所述密闭空腔内设有电源模块、控制模块、能量收集电路和分时切换电路，所述电源模块、分时切换电路分别与控制模块连接；所述能量收集电路分别与胸鳍驱动机构和电源模块连接；所述电源模块为胸鳍驱动机构、控制模块、分时切换电路供电；所述控制模块用于控制所述胸鳍驱动机构运动；所述能量收集电路用于收集胸鳍驱动机构产生的电能，并将收集到的电能储存在电源模块中；所述分时切换电路用于切换仿生蝠鲼的驱动模式和发电模式；所述胸鳍驱动机构设在下舱板与胸鳍下夹板之间，所述胸鳍驱动机构包括左侧胸鳍和右侧胸鳍，所述左侧胸鳍和右侧胸鳍内部均嵌设有IPMC驱动器，所述IPMC驱动器分别与电源模块和控制模块连接；所述胸鳍下夹板后方设有尾鳍结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼，其特征在于，所述左侧胸鳍和右侧胸鳍内部分别嵌设有多个IPMC驱动器，所述胸鳍驱动机构内部的多个IPMC驱动器的长度沿蝠鲼头部到尾部递减。

3.根据权利要求2所述的一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼，其特征在于，所述左侧胸鳍内的多个IPMC驱动器与右侧胸鳍内的多个IPMC驱动器关于下舱板的水平中心轴线对称；所述左侧胸鳍/右侧胸鳍内的多个IPMC驱动器与下舱板的水平中心轴线成一定角度。

4.根据权利要求2所述的一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼，其特征在于，所述胸鳍驱动机构为柔性硅胶材质制成；且所述胸鳍驱动机构的厚度从与身体连接处向边缘递减。

5.根据权利要求1所述的一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼，其特征在于，所述上舱盖和下舱板均采用轻质防水材质制成。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼，其特征在于，所述仿生蝠鲼的驱动方法包括：

前进运动，通过控制模块对胸鳍驱动机构内部沿前部到后部的多个IPMC驱动器依次施加电压，使所述多个IPMC驱动器依次产生弯曲带动左右侧胸鳍产生波动与摆动，进而产生推动力使仿生蝠鲼向前运动；

转弯运动，所述控制模块施加在多个IPMC驱动器上电压的次序与前进运动中施加的次序相同；左转时，通过控制模块施加在左侧胸鳍内IPMC驱动器上的电压小于施加在右侧胸鳍内IPMC驱动器上的电压；右转时，通过控制模块施加在左侧胸鳍内IPMC驱动器上的电压大于施加在右侧胸鳍内IPMC驱动器上的电压；施加在左侧胸鳍内IPMC驱动器上的电压与施加在右侧胸鳍内IPMC驱动器上的电压的差值越大，所述仿生蝠鲼转弯的幅度和速度越大。

7.根据权利要求1所述的一种基于IPMC驱动的自发电型仿生蝠鲼，其特征在于，所述仿生蝠鲼的发电方法为：当仿生蝠鲼处于发电模式时，所述仿生蝠鲼左右两侧的胸鳍会随着水的流动产生弯曲变形，带动左右侧胸鳍内部多个IPMC驱动器弯曲，从而在IPMC驱动器的两电极间产生电压，再通过能量收集电路对IPMC驱动器产生的电能进行收集和处理，将IPMC驱动器产生的电能存储在电源模块中。