[发明专利]一种微小型仿生鳐鱼水下推进器及其驱动方法

权利要求书

1.一种微小型仿生鳐鱼水下推进器，其特征在于，包括振动部和柔性鳍；

所述振动部包含第一至第四纵向压电双晶片、第一至第四横向压电双晶片、第一至第二纵向连接板、第一至第二横向连接板、第一至第四双向连接板、以及第一至第八桨叶；

所述第一至第四纵向压电双晶片、第一至第四横向压电双晶片均呈矩形，皆沿厚度方向极化且极化方向均相同；

所述第一至第二纵向连接板、第一至第二横向连接板、第一至第四双向连接板均呈矩形；

所述第一纵向连接板两端分别和所述第一纵向压电双晶片、第二纵向压电双晶片的一端粘贴相连，第二纵向连接板两端分别和所述第三纵向压电双晶片、第四纵向压电双晶片的一端粘贴相连；

所述第一横向连接板两端分别和所述第一横向压电双晶片、第二横向压电双晶片的一端粘贴相连，第二横向连接板两端分别和所述第三横向压电双晶片、第四横向压电双晶片的一端粘贴相连；

所述第一双向连接板一端和所述第一桨叶的一端粘贴相连，另一端和所述第一纵向压电双晶片的另一端粘贴相连，且第一双向连接板一侧和所述第一横向压电双晶片的另一端粘贴相连，另一侧和所述第八桨叶的一端粘贴相连；

所述第二双向连接板一端和所述第二桨叶的一端粘贴相连，另一端和所述第三纵向压电双晶片的另一端粘贴相连，且第二双向连接板一侧和所述第二横向压电双晶片的另一端粘贴相连，另一侧和所述第三桨叶的一端粘贴相连；

所述第三双向连接板一端和所述第五桨叶的一端粘贴相连，另一端和所述第四纵向压电双晶片的另一端粘贴相连，且第三双向连接板一侧和所述第四横向压电双晶片的另一端粘贴相连，另一侧和所述第四桨叶的一端粘贴相连；

所述第四双向连接板一端和所述第六桨叶的一端粘贴相连，另一端和所述第二纵向压电双晶片的另一端粘贴相连，且第三双向连接板一侧和所述第三横向压电双晶片的另一端粘贴相连，另一侧和所述第七桨叶的一端粘贴相连；

所述柔性鳍采用弹性模量小于预设的弹性阈值的柔性材料制成，呈八边形，和所述振动部的上端面粘贴相连，使得第一至第八桨叶的另一端分别在其八个顶点上。

2.根据权利要求1所述的微小型仿生鳐鱼水下推进器，其特征在于，所述第一至第四纵向压电双晶片、第一至第四横向压电双晶片上均涂有防水涂料。

3.根据权利要求1所述的微小型仿生鳐鱼水下推进器，其特征在于，所述柔性鳍采用硅橡胶制成。

4.基于权利要求1所述的微小型仿生鳐鱼水下推进器的推进方法，其特征在于，包含以下步骤：

需要正向波动推进时，采用第一电信号激励第一至第四纵向压电双晶片，产生纵向一阶弯曲振动，带动柔性鳍产生纵向的一阶弯曲振动，同时采用第二电信号激励第一、第二横向压电双晶片，采用第三电信号激励第三、第四横向压电双晶片，第一、第二电信号的相位差为π/2，第一、第三电信号的相位差为-π/2，第二、第三电信号的相位差为π，产生相位差为π的两个横向一阶弯曲振动，带动柔性鳍产生纵向的二阶弯曲振动，纵向的一阶弯曲振动和纵向的二阶弯曲振动叠加形成纵向方向上的的行波，实现柔性鳍的水中纵向波动推进；

如需仿生鳐鱼水下推进器实现水中反向的波动推进，调整第二、第三电信号的相位差为-π即可。

5.基于权利要求1所述的微小型仿生鳐鱼水下推进器的旋转方法，其特征在于，包含以下步骤：

需要正向旋转时，采用第一电信号激励第一、第二纵向压电双晶片，采用第二电信号激励第三、第四纵向压电双晶片，第一、第二电信号的相位差为π，产生相位差为π的两个纵向一阶弯曲振动，带动柔性鳍产生横向的二阶弯曲振动，同时采用第三电信号激励第一、第二横向压电双晶片，采用第四电信号激励第三、第四横向压电双晶片，第一、第三电信号的相位差为π/2，第一、第四电信号的相位差为-π/2，第三、第四电信号的相位差为π，产生相位差为π的两个横向一阶弯曲振动，带动柔性鳍产生纵向的二阶弯曲振动，横向的二阶弯曲振动和纵向的二阶弯曲振动叠加形成旋转的行波，实现柔性鳍的水中旋转运动；

如需仿生鳐鱼水下推进器实现水中反向旋转，调整第一、第二电信号的相位差为-π，第三、第四电信号的相位差为-π即可。