[发明专利]一种仿生胸鳍运动装置设计方法

权利要求书

1.一种仿生胸鳍运动装置设计方法，其特征在于：步骤如下，

根据仿生胸鳍运动装置的设计要求，确定主电机和副电机的类型和尺寸；

环框设计：根据仿生胸鳍的三维模型，沿仿生胸鳍展向设计n个环框，所述的环框设计包括一个固定环框的设计和n-1个扭转环框的设计，环框外形与环框所在位置的仿生胸鳍的外形相同，环框内部为薄板支撑的框架结构；

主梁设计：根据仿生胸鳍的设计要求和沿展向的剖面特征，设计主梁的直径和长度，并设计主梁与主电机的连接结构、主梁与环框的连接结构；

曲轴设计：所述的曲轴是由圆柱状直杆和固定架组合而成的直杆中心不在同一条直线上的结构，根据仿生胸鳍的设计要求对曲轴的段数、每段直径和固定架进行设计；

固定支座设计：根据需要固定位置的主梁和曲轴的相对位置、主梁和曲轴的直径以及主梁和曲轴与固定支座的连接方式来设计固定支座；

仿生胸鳍运动装置的组装：将主梁的一端和主电机连接，主梁和位于仿生胸鳍根部的固定环框固定连接，和扭转环框通过轴承连接，曲轴的一端与副电机连接，副电机固定于固定环框内，曲轴与扭转环框通过滑动槽连接，主梁与曲轴之间通过固定支座连接。

2.根据权利要求1所述的仿生胸鳍运动装置设计方法，其特征在于：所述的主梁的长度由仿生胸鳍的长度确定，其直径需满足所选择的主梁材料在承受胸鳍摆动最大外力载荷情况下，确保主梁不产生弯曲变形，同时还需要满足主梁在环框内安装及主梁中心线与曲轴中心线距离的要求。

3.根据权利要求1所述的仿生胸鳍运动装置设计方法，其特征在于：曲轴的段数根据扭转环框的数量和扭转环框需要完成的最大扭转角度来确定，曲轴的每段直杆的直径根据胸鳍运动时对应环框位置最大外力载荷、所选材料的屈服强度、环框内部空间及直杆中心线与主梁中心线距离确定，在满足以上要求的情况下，直径应尽量小，以减轻结构重量。

4.根据权利要求1所述的仿生胸鳍运动装置设计方法，其特征在于：所述的固定架的设计，所述的固定架为一块平板，在平板的上下两面的合适位置打孔，分别固定前后两端曲轴，孔中心之间的距离由此处曲轴中心线距离主梁中心线的距离确定，固定架的厚度、形状以及选材以满足曲轴扭转的强度要求为设计前提，重量越轻越好。

5.根据权利要求4所述的仿生胸鳍运动装置设计方法，其特征在于：所述的固定环框的外形由仿生胸鳍的外形确定，在固定环框内部根据副电机的外形设计副电机的连接结构，固定环框宽度应满足副电机固定支撑的尺度要求，并且应满足在承受胸鳍运动过程中最大外力载荷情况下，环框不发生弯曲变形。

6.根据权利要求4所述的仿生胸鳍运动装置设计方法，其特征在于：所述的扭转环框的个数由仿生胸鳍的大小及要求得到的运动效果确定，所述的扭转环框的形状由扭转环框所在处的仿生胸鳍的外形确定，所述的扭转环框的宽度应满足滚动轴承固定安装及环框的强度要求，在满足二者的情况下，宽度尽量小，所述的扭转环框内部有滑动槽，所述的滑动槽的宽度大于等于此处曲轴的直径，滑动槽的长度应大于此处曲轴绕副电机转动的圆周直径与曲轴直径之和。