CN105905265A - 一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构 - Google Patents

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张丽珍
杨朦朦
李维维
杨加庆
邵祺
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/26—Trimming equipment

Abstract

本发明的一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构，包括外壳、丝杆、导杆、滑块、配重块、齿条、齿轮、轴和尾鳍，所述导杆、齿条、齿轮、尾鳍关于丝杆对称布置。利用丝杆的转动带动滑块、配重块及齿条的前后移动的原理使尾鳍夹角在巡游和充电模式之间转换，并且因配重块的移动而使机器鱼的重心自动调整。当仿生机器鱼需要处于巡游状态时，丝杆正向旋转带动配重块以及齿条向前运动，齿条的运动带动齿轮旋转使尾鳍相对于鱼身后倾而重心前移，使鱼身保持平衡稳定从而达到巡游状态；当仿生机器鱼需要处于充电状态时，丝杆反向旋转带动配重块以及齿条向后运动，齿条的运动带动齿轮旋转使尾鳍垂直于鱼身而重心后移，使鱼身保持平衡稳定从而达到充电状态。

Description

一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构
技术领域
本发明涉及一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构,尤其是涉及一种基于振荡水翼海(潮)流能发电的仿生机器鱼在巡游和充电模式之间切换的尾鳍夹角及重心变动机构。
背景技术
仿生机器鱼主要用在海洋环境的探测等领域中。目前机器鱼大多采用电机驱动，通过本身储备的能源来工作。受限于目前蓄电池的技术，储存的能源有限，导致仿生机器鱼的续航能力差。因此要想延长仿生机器鱼的续航能力，进一步提高它的使用空间，必须要解决能源这一瓶颈问题，若仿生机器鱼自身能利用海洋能进行补充能源就能解决这一问题。自身带发电功能的仿生机器鱼有二种工作方式，即巡游方式和自充电方式，在这二种工作方式下，尾鳍与鱼体之间的夹角需要变换，同时为了维持仿生机器鱼的稳定性，机器鱼的重心需要随着夹角的变化而调整，本发明就是这样产生的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为仿生机器鱼实现巡游和自充电模式之间的转换提供一种尾鳍夹角及重心变动机构，当仿生机器鱼尾鳍处于巡游状态(尾鳍相对于鱼身后倾)时，使尾鳍重心前移，电机驱动尾鳍摆动，给巡游提供动力；当仿生机器鱼尾鳍处于获能(自充电)状态(尾鳍垂直于鱼身)时，使尾鳍重心后移，在海(潮)流作用下利用尾鳍振荡发电，实现自充电储能。
为达到上述目的本发明的技术实现方案是：设计一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构，包括外壳、丝杆、导杆、滑块、配重块、齿条、齿轮、轴、尾鳍，所述丝杆置于外壳中，所述丝杆穿过滑块和配重块，所述滑块和配重块上开有丝杆孔和导杆孔，所述滑块和配重块通过一对导杆约束保持前后移动，所述滑块和配重块通过一对齿条固定相对位置，所述一对齿条带动一对齿轮转动，所述齿轮关于丝杆对称布置且安装在轴上，所述轴固定连接在尾鳍的连接板上且安装在外壳的固定孔中，所述固定孔中装有轴承。
所述尾鳍关于丝杆对称设置。
本发明的一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构安装在仿生机器鱼的尾部，利用丝杆的转动带动滑块、配重块及齿条的前后移动的原理使尾鳍夹角在巡游和充电模式之间转换，并且由于配重块的移动而使机器鱼的重心自动调整。当仿生机器鱼需要处于巡游状态时，丝杆正向旋转带动配重块以及齿条向前运动，齿条的运动带动齿轮旋转使尾鳍相对于鱼身后倾而重心前移，使鱼身保持平衡稳定从而达到巡游状态；当仿生机器鱼需要处于充电状态时，丝杆反向旋转带动配重块以及齿条向后运动，齿条的运动带动齿轮旋转使尾鳍垂直于鱼身而重心后移，使鱼身保持平衡稳定从而达到充电状态。
本发明的一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构特点如下：
1、本发明的一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构通过增加配重块的协调作用，保证仿生机器鱼在不同工位工作时自动调整重心，鱼身更稳定。
2、本发明的一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构的丝杆配重机构可以实现尾鳍两个工位(巡游模式和充电模式)的精确定位，效率高。
附图说明
本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1为本发明一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构整体结构示意图。
图2为本发明外壳示意图。
图3为本发明丝杆配重块机构示意图。
图4为本发明滑块示意图。
图5为本发明去掉外壳的齿轮齿条机构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构作进一步的详细描述。
参见图1、图2、图3、图4和图5，该发明的一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构，包括外壳(1)、丝杆(2)、导杆(3)、滑块(4)、配重块(5)、齿条(6)、齿轮(7)、轴(8)、尾鳍(9)，所述外壳(1)包含连接孔(11)、固定套(12)和配合孔(13)，所述固定孔(12)中装有轴承，所述连接孔(11)和配合孔(13)之间套有丝杆(2)，所述丝杆(2)和导杆(3)共同穿插在一对滑块(4)和配重块(5)中，所述滑块(4)上开有丝杆孔(41)、导杆孔(42)和装配孔(43)，所述滑块(4)的装配孔(43)和螺钉一起将齿条(6)固定，所述齿条(6)与齿轮(7)啮合，所述齿轮(7)安装在轴(8)上，所述轴(8)固定连接在尾鳍(9)的连接板(91)上。
所述轴(8)安装在外壳(1)上的固定孔(12)中，所述导杆(3)、齿条(6)、齿轮(7)、轴(8)和尾鳍(9)各有两个，关于丝杆(2)对称布置。

Claims (1)

1.一种仿生机器鱼尾鳍夹角及重心变动机构，包括外壳(1)、丝杆(2)、导杆(3)、滑块(4)、配重块(5)、齿条(6)、齿轮(7)、轴(8)、尾鳍(9)，所述外壳(1)包含连接孔(11)、固定套(12)和配合孔(13)，所述固定孔(12)中装有轴承，所述连接孔(11)和配合孔(13)之间套有丝杆(2)，所述丝杆(2)和导杆(3)共同穿插在一对滑块(4)和配重块(5)中，所述滑块(4)上开有丝杆孔(41)、导杆孔(42)和装配孔(43)，所述滑块(4)的装配孔(43)和螺钉一起将齿条(6)固定，所述齿条(6)与齿轮(7)啮合，所述齿轮(7)安装在轴(8)上，所述轴(8)固定连接在尾鳍(9)的连接板(91)上，所述轴(8)安装在外壳(1)上的固定孔(12)中，所述导杆(3)、齿条(6)、齿轮(7)、轴(8)和尾鳍(9)各有两个，关于丝杆(2)对称布置。
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