[发明专利]一种贴片式压电驱动仿生蝠鲼及其驱动方法

权利要求书

1.一种贴片式压电驱动的仿生蝠鲼，其特征在于，包括腹部板、柔性鳍模块和压电换能器；

所述腹部板呈矩形板状，包含第一至第二长边、以及第一至第二短边；

所述柔性鳍模块包含第一至第二横向鳍、以及第一至第二纵向鳍，均采用弹性模量小于腹部板的柔性材料制成；

所述第一至第二横向鳍、以及第一至第二纵向鳍均为五边形，均包含长度相等的第一至第二长斜边、底边、以及长度相等的第一至第二短斜边，第一长斜边、第二长斜边、第二短斜边、底边、第一短斜边依次首位相连；

所述第一至第二横向鳍、第一至第二纵向鳍的第一短斜边长度相等；

所述第一横向鳍、第二横向鳍的底边分别和腹部板的第一长边、第二长边长度相等且对应固连，第一纵向鳍、第二纵向鳍的底边分别和腹部板的第一短边、第二短边长度相等且对应固连，且第一横向鳍的第二短斜边和第一纵向鳍的第一短斜边固连、第一纵向鳍的第二短斜边和第二横向鳍的第一短斜边固连、第二横向鳍的第二短斜边和第二纵向鳍的第一短斜边固连、第二纵向鳍的第二短斜边和第一横向鳍的第一短斜边固连；

所述压电换能器设置在腹部板上，包含第一纵向压电陶瓷片、第二纵向压电陶瓷片和横向压电陶瓷片；

所述横向压电陶瓷片设置在所述腹部板的中心、为单一极化分区压电陶瓷片，其极化方向垂直于腹部板向外，用于使腹部板产生横向弯曲振动，带动第一横向鳍、第二横向鳍产生横向的一阶弯曲振动；

所述第一纵向压电陶瓷片和第二纵向压电陶瓷片均为单一极化分区压电陶瓷片、极化方向垂直于腹部板向外；第一纵向压电陶瓷片、第二纵向压电陶瓷片均设置在腹部板上，且在纵向上对称设置在横向压电陶瓷片两侧，用于配合使腹部板产生纵向弯曲振动，带动第一纵向鳍、第二纵向鳍产生纵向的二阶弯曲振动。

2.根据权利要求1所述的贴片式压电驱动的仿生蝠鲼，其特征在于，所述第一至第二横向鳍、第一至第二纵向鳍中，除底边以外的边缘的厚度均由内朝外逐渐变小。

3.根据权利要求1所述的贴片式压电驱动的仿生蝠鲼，其特征在于，所述腹部板采用金属或玻璃钢制成。

4.基于权利要求1所述的贴片式压电驱动的仿生蝠鲼的驱动方法，其特征在于，包含如下步骤：

采用第一电信号激励第一、第二纵向压电陶瓷片，同时采用第二电信号激励横向压电陶瓷片，第一电信号、第二电信号的相位差为π/2，使腹部板产生沿纵向的二阶弯曲振动、带动第一纵向鳍、第二纵向鳍产生纵向的二阶弯曲振动，同时使腹部板产生沿横向的一阶弯曲振动、带动第一横向鳍、第二横向鳍产生沿腹部板纵向的一阶弯曲振动，纵向的二阶弯曲振动和纵向的一阶弯曲振动叠加形成纵向的行波，实现水中的波形推进；

如果需要仿生蝠鲼实现水中反向的波形推进，调整第一电信号、第二电信号的相位差为-π/2即可。