[发明专利]仿蝠鲼胸鳍机构及仿蝠鲼机器人

权利要求书

1.仿蝠鲼胸鳍机构，包括：

胸鳍骨架，所述胸鳍骨架包括自胸鳍根部至尖部沿翼展方向均布的多个支撑骨架；

前缘绳，所述前缘绳依次连接各所述支撑骨架的前缘；

后缘绳，所述后缘绳依次连接各所述支撑骨架的后缘；

柔性鳍皮，所述柔性鳍皮包覆于所述胸鳍骨架外，并与各所述支撑骨架、所述前缘绳和所述后缘绳均固定连接；

其特征在于，

所述胸鳍骨架中，位于根部的所述支撑骨架为根部支撑骨架，其他所述支撑骨架中，自与所述根部支撑骨架相邻的所述支撑骨架至胸鳍尖部的所述支撑骨架依次为逐级设置的摆动支撑骨架，每级所述摆动支撑骨架均对应安装有一差速驱动单元；

每级所述差速驱动单元均包括连接件，以及固定连接于所述连接件的驱动组件；其中，第一级所述差速驱动单元的连接件固定连接于所述根部支撑骨架，其他各级所述差速驱动单元的连接件均固定连接于其上一级所述摆动支撑骨架；每级差速驱动单元的驱动组件驱动其同级的所述摆动支撑骨架以该摆动支撑骨架撑起的胸鳍截面上的一直线为轴转动，并以所述胸鳍截面的一垂线为轴转动；

所述差速驱动单元中，所述驱动组件包括：

行星架，所述行星架为一呈方形的框架；

四个锥齿轮，四个所述锥齿轮轮齿的模数和齿数均相同，四个所述锥齿轮位于所述行星架内并分别通过转轴转动连接于所述行星架的四面侧壁，相邻的两个所述锥齿轮相互啮合；四个所述锥齿轮中，两个相对的所述锥齿轮为传动锥齿轮，当胸鳍处于展平状态时，两个所述传动锥齿轮的转轴中心线与该级差速驱动单元同级的所述摆动支撑骨架的前缘与后缘连线共线设置，且两个所述传动锥齿轮的转轴穿过所述行星架侧壁伸至所述行星架外；剩余两个所述锥齿轮中，当胸鳍处于展平状态时，靠近胸鳍尖部一侧的所述锥齿轮为输出锥齿轮，靠近胸鳍根部一侧的所述锥齿轮为闲置锥齿轮，所述输出锥齿轮的转轴穿过所述行星架侧壁伸至所述行星架外并与该级差速驱动单元同级的所述摆动支撑骨架固定连接，且所述输出锥齿轮的转轴中心线垂直于该摆动支撑骨架撑起的胸鳍截面；

电机基座，当胸鳍处于展平状态时，所述电机基座包围于所述行星架的三面侧壁外，包括相对设置的两个电机安装部以及连接于两个所述电机安装部之间的连接部，其中，两个所述电机安装部分别与两个所述传动锥齿轮相对，所述连接部位于背离所述输出锥齿轮的一侧，所述连接部用于固定连接所述连接件；

两个驱动电机，两个所述驱动电机分别固定安装于所述电机基座的两个所述电机安装部，并与两个所述传动锥齿轮的转轴分别连接，以分别驱动两个所述传动锥齿轮转动；

所述差速驱动单元中，所述连接件为沿翼展方向延伸的连接杆，所述连接杆的一端固定连接于所述电机基座的连接部，另一端用于固定连接所述根部支撑骨架或其上一级所述摆动支撑骨架；

所述根部支撑骨架包括：

第一支撑框架，所述第一支撑框架呈NASA飞机翼型形状；

第一横梁，所述第一横梁的两端分别连接于所述第一支撑框架的前缘和后缘，所述第一横梁连接第一级所述差速驱动单元的连接件；

所述摆动支撑骨架均包括：

第二支撑框架，所述第二支撑框架呈NASA飞机翼型形状；

第二横梁，所述第二横梁的两端分别连接于所述第二支撑框架的前缘和后缘，所述第二横梁连接其同级的所述差速驱动单元的输出锥齿轮的转轴，并连接其下一级所述差速驱动单元的连接件,所述第二横梁对应所述驱动组件的部分呈弯折状以绕开所述驱动组件；

所述摆动支撑骨架与所述输出锥齿轮转轴的连接点，和所述摆动支撑骨架与其下一级所述差速驱动单元的连接杆的连接点，位于所述摆动支撑骨架的同一位置；且当胸鳍处于展平状态时，各级所述差速驱动单元的连接杆位于同一直线上；

所述胸鳍骨架还包括位于胸鳍尖部的尖部支撑件，所述尖部支撑件为沿翼展方向延伸的尖部支撑杆，所述尖部支撑杆的一端固定连接于最后一级所述摆动支撑骨架，另一端固定连接所述前缘绳和后缘绳；当胸鳍处于展平状态时，所述尖部支撑杆与各级所述差速驱动单元的连接杆位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的仿蝠鲼胸鳍机构，其特征在于，所述驱动电机与传动锥齿轮通过联轴器相连。

3.根据权利要求1所述的仿蝠鲼胸鳍机构，其特征在于，以所述支撑骨架的前缘与后缘之间的距离为弦长，所述支撑骨架的弦长自胸鳍根部至尖部逐渐减小。

4.仿蝠鲼机器人，其特征在于，所述仿蝠鲼机器人包括权利要求1-3任一项所述的仿蝠鲼胸鳍机构。