[发明专利]一种仿生水母的涡环推进式航行器

权利要求书

1.一种仿生水母的涡环推进式航行器，其特征在于：包括

航行器本体，为整个航行器的承载构件；

喷水推进模块，设于航行器本体尾部，用于提供航行动力；

所述喷水推进模块包括固定支撑板、移动喷水板、环形分布设置于固定支撑板和移动喷水板之间的若干弹性片、包裹在所有弹性片外的弹性膜以及用于改变固定支撑板、移动喷水板之间距离的压缩装置，所述弹性膜两端分别与固定支撑板、移动喷水板密封相连以形成可变体积弹性腔，所述固定支撑板中部设有与可变体积弹性腔内连通的喷水口；

所述压缩装置启动时用于驱动移动喷水板以轴向线性运动方式靠近固定支撑板，环形分布的弹性片两端受到挤压后中部径向向外挤压弹性膜，使得可变体积弹性腔中部径向向外膨胀，从而增大腔体体积，从喷水口吸水；

所述压缩装置停止时，在弹性片和弹性膜的恢复弹力作用下可变体积弹性腔内的水快速挤压，从喷水口喷出，产生涡流环，实现喷水推进。

2.根据权利要求1所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述可变体积弹性腔中部截面大于两端的截面，使得所述可变体积水腔的初始状态为橄榄型腔。

3.根据权利要求2所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述喷水推进模块的涡环形成数E为2-5，涡环形成数E＝(4V)/(πD³)，D为移动喷水板上喷水口直径D，V为喷水推进模块每次动作时喷出水的体积。

4.根据权利要求3所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述弹性片为弹性钢片或者环氧树脂弹性片。

5.根据权利要求3所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述压缩装置为线性运动机构，为气缸、电动推杆、丝杆螺母机构、齿轮齿条机构中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述压缩装置为齿轮齿条机构，其包括压缩电机、齿条以及分别与固定支撑板、移动喷水板固定相连的滑条、滑槽，所述滑条装配在滑槽内，使得固定支撑板和移动喷水板之间形成线性滑动副，所述压缩电机和齿条分别与固定支撑板、移动喷水板固定相连，压缩电机的输出轴上设有与齿条相啮合的齿轮；齿条的方向与线性滑动副相同，从而使得压缩电机的转动通过齿轮齿条啮合转换为线性滑动副方向的线性运动。

7.根据权利要求6所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述喷水推进模块设于航行器本体尾部中间，航行器本体的两侧前端分别设有一个能够控制转动的鱼鳍板形成方向控制模块，所述鱼鳍板的转动轴心与航行器本体前进方向垂直，通过改变两个鱼鳍板的转动角度，从而改变两边阻力大小，实现涡环推进式航行器的转向。

8.根据权利要求6所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述航行器本体的两侧前端分别设有一个用于转向的舵机，所述鱼鳍板安装在舵机的输出轴上。

9.根据权利要求8所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述航行器本体前端设有配重模块，所述喷水推进模块两侧的航行器本体上设有浮力舱，通过调整配重模块的配重和浮力舱的浮力大小，调整整个涡环推进式航行器在水中处于平衡状态。

10.根据权利要求9所述的涡环推进式航行器，其特征在于：所述配重模块包括防水仓和设于防水仓内的配重，所述涡环推进式航行器还包括主控模块，所述主控模块作为配重安装在防水仓内；所述主控模块包括电源、控制器、电机驱动器、舵机驱动器和无线模块，所述电源为整个涡环推进式航行器供电，所述控制器用于通过无线模块接收制冷并控制整个涡环推进式航行器；所述电机驱动器分别通过信号线与控制器和压缩电机相连，所述舵机驱动器分别通过信号线与控制器和舵机相连。