CN109080805B - 一种基于六杆机构仿黄金水母机构 - Google Patents

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Abstract

一种基于六杆机构仿黄金水母机构，包括传动机构、六杆机构和尾部装置，所述传动机构包括曲柄摇杆机构和活动底盘，所述六杆机构包括机座、第一支架杆、第二支架杆、第三支架杆、第四支架杆和L形杆，所述机座通过铰链与L形杆一端连接，L形杆另一端通过铰链与第三支架杆一端连接，第三支架杆另一端通过铰链与第四支架杆连接，所述第一支架杆通过铰链与活动底盘连接，所述第二支架杆通过铰链与机座连接，第二支架杆一端通过铰链与第四支架杆连接，所述尾部装置包括尾部机架、摆动鳍、摆动杆和转动架。本发明具有结构简单、制作成本低、结构质量轻、灵活度高、易于控制的特点，可适用于海底资源探测等领域。

Description

一种基于六杆机构仿黄金水母机构
技术领域
本发明涉及仿生机构领域，特别是一种基于六杆机构仿黄金水母机构。
背景技术
黄金水母在水中借助水流来移动，通过喷水推进的方法，由一些特殊的肌肉扩张然后迅速收回，把身体内的水排出体外，在水流反作用驱动下，达到向前游动、转弯等推进行为。
中国专利201520172519.8公开了一种机械仿生水母，该水母通过电磁铁提供动力，利用塔簧作为复位机构，运动方式固定且不可控，灵活度也不高；中国专利201410403982.9公开了一种内嵌式筒形伺服电机驱动的机器水母，该水母可以通过多关节手臂的下摆和上扬来实现在水中的仿生推进，但是结构复杂、稳定性不高并难以控制。
目前尚未见一种具有结构简单、制作成本低、结构质量轻、灵活度高、易于控制的特点的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的创新发明设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于六杆机构仿黄金水母机构，它具有结构简单、制作成本低、避障灵活和推进效率高的特点，适用于海底资源探测等领域。
本发明的技术方案是：一种基于六杆机构仿黄金水母机构，该机构包括传动机构、六杆机构和尾部装置，其特征在于，具体结构和连接关系如下：
所述传动机构包括曲柄摇杆机构和活动底盘，所述曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆和摇杆，曲柄一端通过移动副与摇杆的滑槽连接，曲柄另一端通过铰链与机座连接，摇杆一端通过铰链与机座连接，摇杆另一端通过铰链与连杆一端连接，连杆另一端通过铰链与活动底盘连接，所述活动底盘上侧面固定安装有六个均匀分布的铰链座，每个铰链座通过铰链与第一支架杆连接，活动底盘下侧面通过单个铰链座与连杆连接，所述六杆机构包括第一支架杆、第二支架杆、第三支架杆、第四支架杆和L形杆，机座上固定连接着六个均匀分布且等高的支撑杆，支撑杆一端和中间各铣一个铰链座，每一个支撑杆的一端铰链座通过铰链与L形杆一端连接，第一支架杆一端通过铰链与活动底盘连接，第一支架杆另一端通过铰链与第二支架杆连接，第二支架杆一端通过铰链与第一支架杆连接，第二支架杆中间铰链座通过铰链与机座上的支撑杆中间铰链座连接，第二支架杆另一端通过铰链与第四支架杆连接，L形杆一端通过铰链与机座连接，L形杆另一端通过铰链与第三支架杆一端连接，第三支架杆另一端通过铰链与第四支架杆连接，所述尾部装置包括尾部机架、摆动鳍、摆动杆和转动架，摆动鳍上固定连接着两根并列且平行的摆动杆，转动架的长轴一端通过移动副与摆动杆上的滑槽连接，转动架的短轴一端通过铰链与机座连接，摆动鳍通过铰链安装在尾部机架下方。
所述摇杆中间内铣有一滑槽，摇杆与曲柄通过移动副连接。
所述第二支架杆由水平部分和倾斜部分组成，在水平部分内铣一滑槽和一铰链座，其中铰链座通过铰链与第四支架杆连接；在倾斜部分的一端铣一铰链座，该铰链座通过铰链与第一支架杆连接；在倾斜部分与水平部分连接处铣一铰链座，该铰链座通过铰链与支撑杆中间铰链座连接。
所述第四支架杆为圆弧杆，第四支架杆一端铣两个铰链座。
所述第三支架杆、L形杆和第二支架杆通过同一铰链连接，且铰链通过移动副与第二支架杆水平部分内铣的滑槽连接。
所述六杆机构为六组均匀分布机构，其结构和连接关系完全相同。
本发明的突出优点在于：
1.机构为单一类别连杆机构，装配简单，制作成本低，可大批量生产。
2.通过六组六杆机构同步执行舒展和收缩运动，实现该机构的前进行为，运动稳定。
3.该机构易于控制，灵活度高，适用于海底资源探测等领域。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的结构示意图。
图2为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的摆动第一状态示意图。
图3为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的摆动第二状态示意图。
图4为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的摆动第三状态示意图。
图5为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的尾部装置结构示意图。
图6为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的机座结构示意图。
图7为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的活动底盘结构示意图。
图8为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的摇杆示意图。
图9为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的第二支架杆结构示意图。
图10为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的第四支架杆结构示意图。
图11为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的L形杆结构示意图。
图12为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的转动架结构示意图。
图13为本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构的结构效果图。
图中标记为：1.活动底盘、2.连杆、3.曲柄、4.摇杆、5.第一支架杆、6.第二支架杆、7.L形杆、8.机座、9.第三支架杆、10.第四支架杆、11.尾部机架、12.摆动鳍、13.支撑杆、14.转动架、15.摆动杆。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行进一步描述。
如图1至图13所示，本发明所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构，该机构包括传动机构、六杆机构和尾部装置，其特征在于，具体结构和连接关系如下：
所述传动机构包括曲柄摇杆机构和活动底盘1，所述曲柄摇杆机构包括曲柄3、连杆2和摇杆4，曲柄3一端通过移动副与摇杆4的滑槽连接，曲柄3另一端通过铰链与机座8连接，摇杆4一端通过铰链与机座8连接，摇杆4另一端通过铰链与连杆2一端连接，连杆2另一端通过铰链与活动底盘1连接，所述活动底盘1上侧面固定安装有六个均匀分布的铰链座，每个铰链座通过铰链与第一支架杆5连接，活动底盘1下侧面通过单个铰链座与连杆2连接；所述六杆机构包括第一支架杆5、第二支架杆6、第三支架杆9、第四支架杆10和L形杆7，所述机座8上固定连接着六个均匀分布且等高的支撑杆13，支撑杆13一端和中间各铣一个铰链座，每一个支撑杆13的一端铰链座通过铰链与L形杆7一端连接，所述第一支架杆5一端通过铰链与活动底盘1连接，第一支架杆5另一端通过铰链与第二支架杆6连接，所述第二支架杆6一端通过铰链与第一支架杆5连接，第二支架杆6中间铰链座通过铰链与机座8上的支撑杆13中间铰链座连接，第二支架杆6另一端通过铰链与第四支架杆10连接，所述L形杆7一端通过铰链与机座8连接，L形杆7另一端通过铰链与第三支架杆9一端连接，第三支架杆9另一端通过铰链与第四支架杆10连接，所述尾部装置包括尾部机架11、摆动鳍12、摆动杆15和转动架14，摆动鳍12上固定连接着两根并列且平行的摆动杆15，转动架14的长轴一端通过移动副与摆动杆15上的滑槽连接，转动架14的短轴一端通过铰链与机座8连接，摆动鳍12通过铰链安装在尾部机架11下方。
所述摇杆4中间内铣有一滑槽，摇杆4与曲柄3通过移动副连接。
所述第二支架杆6由水平部分和倾斜部分组成，在水平部分内铣一滑槽和一铰链座，其中铰链座通过铰链与第四支架杆10连接；在倾斜部分的一端铣一铰链座，该铰链座通过铰链与第一支架杆5连接；在倾斜部分与水平部分连接处铣一铰链座，该铰链座通过铰链与支撑杆13中间铰链座连接。
所述第四支架杆10为圆弧杆，第四支架杆10一端铣两个铰链座。
所述第三支架杆9、L形杆7和第二支架杆6通过同一铰链连接，且铰链通过移动副与第二支架杆6水平部分内铣的滑槽连接。
所述六杆机构为六组均匀分布机构，其结构和连接关系完全相同。
工作原理及过程：
如图1至图4所示,当曲柄3做圆周运动时，曲柄3通过移动带动摇杆4摆动，从而通过连杆2带动活动底盘1做上下往复运动，当活动底盘1做上下往复运动时带动第一支架杆5运动，从而带动整个六杆机构做舒展或收缩运动，其他组六杆机构做同步运动，实现该机构的前进行为；摆动鳍12摆动时，可以实行该机构的转弯行为。

Claims (6)

1.一种基于六杆机构仿黄金水母机构，该机构包括传动机构、六杆机构和尾部装置，其特征在于，具体结构和连接关系如下：
所述传动机构包括曲柄摇杆机构和活动底盘，所述曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆和摇杆，曲柄一端通过移动副与摇杆的滑槽连接，曲柄另一端通过铰链与机座连接，摇杆一端通过铰链与机座连接，摇杆另一端通过铰链与连杆一端连接，连杆另一端通过铰链与活动底盘连接，所述活动底盘上侧面固定安装有六个均匀分布的铰链座，每个铰链座通过铰链与第一支架杆(5)连接，活动底盘下侧面通过单个铰链座与连杆连接，所述六杆机构包括第一支架杆、第二支架杆、第三支架杆、第四支架杆和L形杆，机座上固定连接着六个均匀分布且等高的支撑杆，支撑杆一端和中间各铣一个铰链座，每一个支撑杆(13)的一端铰链座通过铰链与L形杆(7)一端连接，第一支架杆一端通过铰链与活动底盘连接，第一支架杆另一端通过铰链与第二支架杆连接，第二支架杆一端通过铰链与第一支架杆连接，第二支架杆中间铰链座通过铰链与机座上的支撑杆中间铰链座连接，第二支架杆另一端通过铰链与第四支架杆连接，L形杆一端通过铰链与机座连接，L形杆另一端通过铰链与第三支架杆一端连接，第三支架杆另一端通过铰链与第四支架杆连接，所述尾部装置包括尾部机架、摆动鳍、摆动杆和转动架，摆动鳍上固定连接着两根并列且平行的摆动杆，转动架的长轴一端通过移动副与摆动杆上的滑槽连接，转动架的短轴一端通过铰链与机座连接，摆动鳍通过铰链安装在尾部机架下方，
当曲柄(3)做圆周运动时，曲柄(3)通过移动带动摇杆(4)摆动，从而通过连杆(2)带动活动底盘(1)做上下往复运动，当活动底盘(1)做上下往复运动时带动第一支架杆(5)运动，从而带动整个六杆机构做舒展或收缩运动，其他组六杆机构做同步运动，实现该机构的前进行为；摆动鳍(12)摆动时，可以实行该机构的转弯行为。
2.根据权利要求1所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构，其特征在于，所述摇杆中间内铣有一滑槽，摇杆与曲柄通过移动副连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构，其特征在于，所述第二支架杆由水平部分和倾斜部分组成，在水平部分内铣一滑槽和一铰链座，其中铰链座通过铰链与第四支架杆连接；在倾斜部分的一端铣一铰链座，该铰链座通过铰链与第一支架杆连接；在倾斜部分与水平部分连接处铣一铰链座，该铰链座通过铰链与支撑杆中间铰链座连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构，其特征在于，所述第四支架杆为圆弧杆，第四支架杆一端铣两个铰链座。
5.根据权利要求1所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构，其特征在于，所述第三支架杆(9)、L形杆(7)和第二支架杆(6)通过同一铰链连接，且铰链通过移动副与第二支架杆(6)水平部分内铣的滑槽连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于六杆机构仿黄金水母机构，其特征在于，所述六杆机构为六组均匀分布机构，其结构和连接关系完全相同。
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