[发明专利]基于摆动胸鳍与背腹式尾鳍联合推进的水下仿生航行器

权利要求书

1.一种基于摆动胸鳍与背腹式尾鳍联合推进的水下仿生航行器，其特征在于：包括左侧胸鳍驱动模块(50)、右侧胸鳍驱动模块(51)、头部及躯干控制模块(52)、尾鳍驱动模块(53)和蒙皮(54)；头部及躯干控制模块(52)为整个仿生航行器的躯干和控制部分；左侧胸鳍驱动模块(50)和右侧胸鳍驱动模块(51)为两个对称组件，分别安装于头部及躯干控制模块(52)的两侧；尾鳍驱动模块(53)安装于头部及躯干控制模块(52)的尾端；

所述头部及躯干控制模块(52)包括通信模块(7)、探测工作模块(8)、控制模块(9)和电源模块(10)，头部及躯干控制模块内的各模块之间通过导线连接；通信模块(7)用于通信和定位，探测工作模块(8)用于探测水中温度、金属离子浓度和氧气浓度，控制模块(9)用于接收指令并控制左侧胸鳍驱动模块(50)、右侧胸鳍驱动模块(51)和尾鳍驱动模块(53)的运动，电源模块(10)用于给整个航行器提供电能；

所述左侧胸鳍驱动模块(50)包括三个垂直于航行器轴向的鳍条组件，依次沿航行器轴向均布于头部及躯干控制模块(52)的一侧壁上，三个所述鳍条组件均为曲柄连杆结构，分别由电机控制，用于航行器左侧胸鳍的前、中、后三个位置的定型和驱动，和对称件右侧胸鳍驱动模块(51)配合能够实现仿蝠鲼的扑翼运动；

所述尾鳍驱动模块(53)包括尾第一舵机(13)、尾第一关节(12)、尾第二舵机(14)和尾第二关节(15)；尾第二舵机14固定于头部及躯干控制模块(52)的尾端，尾第二关节(15)、尾第一舵机(13)和尾第一关节(12)依次固定于尾第二舵机(14)上；所述尾第一关节(12)和尾第二关节(15)为碳纤维板或弹簧钢片的板状结构，通过尾第二舵机(14)和尾第一舵机(13)带动尾第二关节(15)和尾第一关节(12)的仿蝠鲼尾部运动；

所述蒙皮(54)为柔性防水材料，包裹于左侧胸鳍驱动模块(50)、右侧胸鳍驱动模块(51)、头部及躯干控制模块(52)和尾鳍驱动模块(53)外，与左侧胸鳍驱动模块(50)、右侧胸鳍驱动模块(51)、头部及躯干控制模块(52)和尾鳍驱动模块(53)的各形态节点固定；

所述左侧胸鳍驱动模块(50)的三个所述鳍条组件沿航行器轴向从头部向尾端分别为左第一鳍条组件(1)、左第二鳍条组件(2)和左第三鳍条组件(3)；

所述左第一鳍条组件(1)包括左第一电机(16)、左第一电机支架(17)、左第一曲柄(18)、左第一滑块(19)和左第一摇杆(20)；左第一电机(16)通过左第一电机支架(17)固定于头部及躯干控制模块(52)侧壁前端，其输出轴与左第一曲柄(18)的一端垂直固定，使得左第一曲柄(18)能够绕输出轴旋转；左第一滑块(19)与垂直固定于左第一曲柄(18)正下方的第一支架铰接；左第一摇杆(20)的中部与左第一曲柄(18)的另一端铰接，其下端穿过左第一滑块(19)上设置的通孔，并保证间隙配合；

所述左第二鳍条组件(2)包括左第二电机(22)、左第二电机支架(23)、左第二曲柄(24)、左第二一级滑块(25)、左第二摇杆(26)、左第二二级滑块(27)和左第二摆杆(28)；左第二电机(22)通过左第二电机支架(23)固定于头部及躯干控制模块(52)侧壁中部，其输出轴与左第二曲柄(24)的一端垂直固定，使得左第二曲柄(24)能够绕输出轴旋转；左第二一级滑块(25)与垂直固定于左第二曲柄(24)正下方的第二支架铰接；左第二摇杆(26)的上部与第二曲柄(24)的另一端铰接，其下部穿过左第二一级滑块(25)上设置的通孔，并保证间隙配合；左第二二级滑块(27)与第二曲柄(24)的另一端铰接；左第二摇杆(28)的中部与左第二摇杆(26)的顶端铰接，其下部穿过左第二二级滑块(27)上设置的通孔，并保证间隙配合；

所述左第三鳍条组件(3)包括左第三电机(29)、左第三电机支架(30)和左第三摆杆(31)；左第三电机(29)通过左第三电机支架(30)固定于头部及躯干控制模块(52)侧壁后端，其输出轴与左第三摆杆(31)的一端垂直固定，使得左第三摆杆(31)能够绕输出轴旋转。

2.根据权利要求1所述基于摆动胸鳍与背腹式尾鳍联合推进的水下仿生航行器，其特征在于：所述头部及躯干控制模块(52)的外壳形状为NACA翼型。