[发明专利]一种微小型仿生鳐鱼水下推进器及其驱动方法

说明书

本发明公开了一种微小型仿生鳐鱼水下推进器及其驱动方法，仿生鳐鱼水下推进器包括振动部和柔性鳍；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。本发明通过控制第一至第四纵向压电双晶片、第一至第四横向压电双晶片，能够驱动仿生鳐鱼水下推进器进行推进或者旋转。本发明结构简单，易于实现微型化，控制简便。

技术领域

本发明涉及仿生机器人和压电驱动领域，尤其涉及一种微小型仿生鳐鱼水下推进器及其驱动方法。

背景技术

海洋和海岛国防在国家经济发展中占有举足轻重的地位。由于水文信息获取、海洋资源勘探以及国防建设的需要，水下仿生推进器取得了很大程度的发展。

水下仿生推进器可以成为一个多方位持续信息获取的工具。现有的水下仿生推进器多依靠电磁电机控制并依靠多关节串联装置驱动，这种驱动方式结构庞大控制复杂，并存在水密封等问题。

压电双晶片具有结构简单、质量轻、带宽高、输出位移比普通压电陶瓷片大的优点，采用压电双晶片驱动的仿生鳐鱼水下推进器无需传动机构，有利于结构微小型化、控制简单化，且不存在水密封问题，应用场景更加广泛。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种微小型仿生鳐鱼水下推进器及其驱动方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种微小型仿生鳐鱼水下推进器，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。

作为本发明一种微小型仿生鳐鱼水下推进器进一步的优化方案，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。

作为本发明一种微小型仿生鳐鱼水下推进器进一步的优化方案，所述柔性鳍采用硅橡胶制成。