[发明专利]一种仿生机器鱼胸鳍结构

说明书

本发明公开一种仿生机器鱼胸鳍结构，包括鱼鳍和分别能实现摇翼、拍翼和侧位滑翼的执行机构，各自由度驱动机构相互以轴承套筒内嵌的形式进行嵌套，摇翼驱动机构内嵌于拍翼机构，同时拍翼机构内嵌于侧位滑翼机构，三者通过三个相互嵌套的套筒实现动力传输，使胸鳍机构更为紧凑，减小了胸鳍部分宽度，仿生机器鱼在进行外形流线型设计形时更为方便。同时，这种内嵌机构，源动力传输均是以舵机通过带传动实现，简化了传动机构，降低了机构重量。三种不同驱动机构，既能够单独驱动，又可以相互耦合实现更为复杂的运动模态，从而使仿生机器鱼的游动更加自如和稳定，实用性强，值得推广。

技术领域

本发明属于水下仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生机器鱼胸鳍结构。

背景技术

随着人们逐渐加大力度海洋资源的探测和开发，相应的水下机械应用而生，水下环境的复杂多变使得诸多机械无法很好地实现自由探测，为解决这一难题，人们以仿生学原理为基础，研究出了各种仿生机械，不仅可以智能的对水下资源和环境进行探测，同时又具备一定的军事应用价值，但很多仿生鱼类的运动机理和运动模态是最适合水下生存的，基于此，人们仿照鱼类的推进模式，逐渐研究出了不同驱动形式的仿生机器鱼。

现有技术中主要包括两种主要驱动形式：尾鳍驱动和胸鳍驱动，其中，胸鳍驱动模式可以很好地提高仿生机器鱼的机动性能，并丰富其运动模态，而公开较多的有单自由度胸鳍驱动机器鱼和二自由度胸鳍驱动机器鱼，可以实现水下的直游、转弯、上升和下潜动作。三自由度胸鳍驱动机器鱼不仅能够实现二自由度胸鳍驱动机器鱼的所有游动动作，而且能够为机器鱼赋予了更多的运动模态，但是目前所公开的三自由度运动机器鱼成果很少，结构复杂且可实现的机器鱼运动模态较少。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种仿生机器鱼胸鳍结构，以解决现有技术的不足。

本发明的技术方案是：

一种仿生机器鱼胸鳍结构，包括鱼鳍、驱动装置一、驱动装置二、驱动装置三和复合运动执行机构；

所述复合运动执行机构包括轴一、套筒、外套筒、锥齿轮一、锥齿轮二、锥齿三、锥齿轮四、锥齿轮五、锥齿轮六、轴二、轴三、套筒支撑架和轴四，所述轴一的一端与驱动装置一连接，所述轴一的另一端套装固定锥齿轮三，所述轴一上套装有滚珠轴承一，所述滚珠轴承一与套筒套装固定，所述套筒远离锥齿轮三的一端与驱动装置三连接，所述套筒的另一端套装固定锥齿轮一，所述套筒上套装有滚珠轴承二，所述滚珠轴承二与外套筒套装固定，所述外套筒远离锥齿轮三的一端与驱动装置二连接，背离驱动装置二的外套筒的端面对称的固定有一对连接臂，所述连接臂背离外套筒的一端分别固定有轴二和轴三，所述轴二的中心轴和轴三的中心轴平行，所述轴二和轴三的中心轴分别与外套筒的中心轴垂直，所述轴三上通过滚珠轴承四套装固定有锥齿轮二，所述锥齿轮二与锥齿轮一啮合，所述轴三与套筒支撑架固定，所述套筒支撑架内套装轴四，所述轴四的中心轴与轴一的中心轴平行，所述轴四背离轴三的一端固定连接鱼鳍，所述轴四的另一端伸出套筒支撑架后套装固定有锥齿轮六，所述锥齿轮六分别与锥齿轮四和锥齿轮五啮合，所述锥齿轮四和锥齿轮五分别通过滚珠轴承三与轴二套装固定，所述锥齿轮四位于轴二背离连接臂的末端，所述锥齿轮四和锥齿轮五分别与锥齿轮三啮合；

所述驱动装置一、驱动装置二和驱动装置三分别给复合运动执行机构提供动力，然后通过复合运动执行机构将动力传递到鱼鳍上，实现鱼鳍的多种运动模态。

优选的，所述驱动装置一包括支座一、舵机一、舵机固定架一、传动件一、传动带一和传动件二，所述支座一与船体的底板固定，所述支座一的上方设置有舵机一，所述舵机一通过舵机固定架一与支座一固定，所述舵机一的输出轴上套装固定有传动件一，所述传动件一通过传动带一与传动件二传动连接，所述传动件二与轴一套装固定。