CN109572969A - 一种鱼尾推进器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一鱼尾推进器，涉及动力推进技术领域，包括骨架系统、肌肉系统和尾鳍系统，肌肉系统设置于骨架系统上，骨架系统和肌肉系统分别与尾鳍系统相连接，设置成驱动尾鳍系统摆动，骨架系统包括连结装置、第一组块和N个第二组块，其中N≥2，第一组块与第二组块之间和相邻的两个第二组块之间通过连结装置相转动连接，肌肉系统与第一组块和第二组块分别连接，骨架系统作为整体的框架，肌肉系统的收缩或伸展使第一组块和第二组块相对于相邻的第二组块转动一定角度，从而带动尾鳍系统摆动，产生向前的动力，相比较于现有的螺旋桨式推进系统，噪音更小，且不易被探测仪器探测到，具有更高的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及动力推进技术领域，具体涉及一种鱼尾推进器。
背景技术
随着海洋资源的开发力度增加，水下运载器的研究随之而生，水下推进技术作为水下运载器的核心部分，获得了学术界的普遍关注。当前，有关水下运载器的推进技术的研究，主要包含传统螺旋桨式推进和射流推进两类。
采用螺旋桨作为驱动单元，实践证明这种方法存在着诸多不可避免的问题，如重量大、体积大、能耗高、效率低、可靠性差、机动性差，且运动过程中伴有较大的噪声和尾涡，对海洋生物的生存和环境具有一定的负面影响。射流推进的方式，无污染，然而，推进效率低下，且大流量的喷射容易被探测仪器等设备所扫描，只能应用于小范围的装备制造。这些缺点在一定程度上限制了其在水下航行器领域的应用。因此，急迫的需要一种结构简单、运动灵活、效率高、低噪声与扰动性的水下推进方法
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一鱼尾推进器，用以解决现有技术中螺旋桨式噪音大、能耗高、对水体影响大和射流式易被探测仪器探测到等问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一鱼尾推进器，包括骨架系统、肌肉系统和尾鳍系统；
所述肌肉系统设置于所述骨架系统上；
所述骨架系统和所述肌肉系统分别与所述尾鳍系统相连接，设置成驱动所述尾鳍系统摆动；
所述骨架系统包括连结装置、第一组块和N个第二组块，其中N≥2；
所述第一组块与所述第二组块之间和相邻的两个所述第二组块之间通过所述连结装置相转动连接；
所述肌肉系统与所述第一组块和所述第二组块分别连接。
进一步的，还包括阻尼系统；
所述阻尼系统包括至少两个阻尼装置；
两个所述阻尼装置分别与所述第一组块和所述第二组块相连接，且彼此间隔均匀设置。
进一步的，所述第一组块和所述第二组块均设置为环状；
所述第一组块与所述第二组块之间通过至少两个所述连结装置相连接；
相邻的两个所述第二组块之间通过至少两个所述连结装置相连接。
进一步的，所述第一组块和所述第二组块均设置为鱼骨状；
所述第一组块与所述第二组块之间通过至少一个所述连结装置相连接；
相邻的两个所述第二组块之间通过至少一个所述连结装置相连接。
进一步的，所述肌肉系统包括多个牵引缆和牵引缆固定装置；
所述牵引缆固定装置设置于所述第一组块和所述第二组块上；
所述牵引缆穿过所述牵引缆固定装置与所述第一组块和至少一个所述第二组块相连接。
进一步的，所述第一组块和多个所述第二组块由所述第一组块指向所述尾鳍系统的方向尺寸逐渐减小。
进一步的，所述尾鳍系统包括尾鳍本体和多条加强筋；
所述加强筋设置为由所述尾鳍本体与所述骨架系统相连接的一端向远离所述骨架系统的一端放射状排列，且每一加强筋的宽度逐渐减小。
进一步的，所述尾鳍本体自与所述骨架系统相连接的一端向背离所述骨架系统的一端厚度逐渐减小。
进一步的，所述尾鳍本体与所述第二组块相连接，设置为水平放置或竖直放置。
本发明实施例具有如下优点：
该鱼尾推进器包括骨架系统、肌肉系统和尾鳍系统，肌肉系统设置于骨架系统上，骨架系统和肌肉系统分别与尾鳍系统相连接，骨架系统作为整体的框架，肌肉系统的收缩或伸展使第一组块和第二组块相对于相邻的第二组块转动一定角度，从而带动尾鳍系统摆动，产生向前的动力，相比较于现有的螺旋桨式推进系统，噪音更小，且不易被探测仪器探测到，具有更高的安全性能。
该鱼尾推进器在工作时，可将肌肉系统与船舶或潜水器的控制系统相连接，可与船体的运动同步开始运动，但不同的是，为间歇性运动，其工作过程如下：一侧的肌肉系统收缩，使骨架系统整体向收缩的一侧弯曲，即可带动尾鳍向弯曲的一侧摆动，产生一个向后的拨水动作，推动船体向前行进，该侧的肌肉系统由收缩状态变为伸展状态，在伸展的过程中同样会产生一个向后的拨水动作，再次推动船体向前行进，另一侧的肌肉系统再次收缩，使骨架系统向相反的一侧弯曲，即可带动尾鳍向弯曲的一侧摆动，产生一个向后的拨水动作，推动船体向前行进，该侧的肌肉系统由收缩状态变为伸展状态，在伸展的过程中同样会产生一个向后的拨水动作，再次推动船体向前行进，此为一次推进过程，尾鳍系统不停摆动，持续为船体提供向前的动力。
附图说明
图1为本发明提供的鱼尾推进器的正视图；
图2为图1所示的鱼尾推进器的俯视图；
图3为图1所示的鱼尾推进器一侧弯曲的正视图。
图标：1-骨架系统；2-肌肉系统；3-尾鳍系统；4-阻尼系统；11-连结装置；12-第一组块；13-第二组块；21-牵引缆；22-牵引缆固定装置；31-尾鳍本体；32-加强筋。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图3所示，本实施例提供的一鱼尾推进器，包括骨架系统1、肌肉系统2和尾鳍系统3；
所述肌肉系统2设置于所述骨架系统1上；
所述骨架系统1和所述肌肉系统2分别与所述尾鳍系统3相连接，设置成驱动所述尾鳍系统3摆动；
所述骨架系统1包括连结装置11、第一组块12和N个第二组块13，其中N≥2；
所述第一组块12与所述第二组块13之间和相邻的两个所述第二组块13之间通过所述连结装置11相转动连接；
所述肌肉系统2与所述第一组块12和所述第二组块13分别连接。
该鱼尾推进器包括骨架系统1、肌肉系统2和尾鳍系统3，肌肉系统2设置于骨架系统1上，骨架系统1和肌肉系统2分别与尾鳍系统3相连接，骨架系统1作为整体的框架，肌肉系统2的收缩或伸展使第一组块12和第二组块13相对于相邻的第二组块13转动一定角度，从而带动尾鳍系统3摆动，产生向前的动力，相比较于现有的螺旋桨式推进系统，噪音更小，且不易被探测仪器探测到，具有更高的安全性能。
该鱼尾推进器在工作时，可将肌肉系统2与船舶或潜水器的控制系统相连接，可与船体的运动同步开始运动，但不同的是，为间歇性运动，其工作过程如下：一侧的肌肉系统2收缩，使骨架系统1整体向收缩的一侧弯曲，即可带动尾鳍向弯曲的一侧摆动，产生一个向后的拨水动作，推动船体向前行进，该侧的肌肉系统2由收缩状态变为伸展状态，在伸展的过程中同样会产生一个向后的拨水动作，再次推动船体向前行进，另一侧的肌肉系统2再次收缩，使骨架系统1向相反的一侧弯曲，即可带动尾鳍向弯曲的一侧摆动，产生一个向后的拨水动作，推动船体向前行进，该侧的肌肉系统2由收缩状态变为伸展状态，在伸展的过程中同样会产生一个向后的拨水动作，再次推动船体向前行进，此为一次推进过程，尾鳍系统3不停摆动，持续为船体提供向前的动力。
该鱼尾推进器动作行为与真实鱼类的推进行为接近，仿生效果与自然界中真实鱼类游动差距很小
请继续参照图1至图3，其中，还包括设置于所述骨架系统1外部的蒙皮。
请继续参照图1至图3，其中，还包括阻尼系统4；
所述阻尼系统4包括至少两个阻尼装置；
两个所述阻尼装置分别与所述第一组块12和所述第二组块13相连接，且彼此间隔均匀设置。
进一步的，所述阻尼装置可采用弹簧或弹片等弹性件。
在该实施例中，通过阻尼装置，使向一侧弯曲后的骨架系统1，在弹性恢复力的作用下恢复至原状，即从肌肉系统2收缩的状态下恢复至伸展状态，加快一次拨水前进的速度，其工作过程如下：一侧的肌肉系统2收缩，使骨架系统1整体向收缩的一侧弯曲，即可带动尾鳍向弯曲的一侧摆动，产生一个向后的拨水动作，推动船体向前行进，在阻尼装置的作用下，该侧的肌肉系统2由收缩状态变为伸展状态，在伸展的过程中同样会产生一个向后的拨水动作，再次推动船体向前行进，另一侧的肌肉系统2再次收缩，使骨架系统1向相反的一侧弯曲，即可带动尾鳍向弯曲的一侧摆动，产生一个向后的拨水动作，推动船体向前行进，在阻尼装置的作用下，该侧的肌肉系统2由收缩状态变为伸展状态，在伸展的过程中同样会产生一个向后的拨水动作，再次推动船体向前行进，此为一次推进过程，尾鳍系统3不停摆动，持续为船体提供向前的动力，阻尼装置与第一组块12和第二组块13的连接方式有两种，第一种是阻尼装置从第一组块12到最靠近尾鳍系统3的第二组块13依次连接，第二种设置方式是阻尼装置设置有多个，选取第一组块12和第二组块13中的几个并与之连接。
请继续参照图1至图3，其中，所述第一组块12和所述第二组块13均设置为环状；
所述第一组块12与所述第二组块13之间通过至少两个所述连结装置11相连接；
相邻的两个所述第二组块13之间通过至少两个所述连结装置11相连接。
在该实施例中，第一组块12和第二组块13的一种设置方式，设置为环状，该环状意指横截面为封闭的几何形状，例如四边形、五边形、六边形，圆形、椭圆形等，通过连结装置11从多个方向进行连接，形成的骨架系统1中间为中空，相邻的两个组块之间可相对转动，以得到更大的摆动幅度，连结装置11可采用销轴、球轴承连接等，具体的，以第一组块和第二组块之间的连接为例进行说明，第一组块上设置有销轴孔，第二组块上设置有销轴，销轴插入销轴孔中为转动连接，可实现第一组块和第二组块之间的相对转动，再例如，采用球轴承，第一组块上设置有球轴承的内环，第二组块上设置有球轴承的外环，内环在滚珠和保持架的作用下能够相对外环转动，第一组块和第二组块的连接方式不仅限于上述说明，只需能够实现第一组块和第二组块相对转动的效果即可。
请继续参照图1至图3，其中，所述第一组块12和所述第二组块13均设置为鱼骨状；
所述第一组块12与所述第二组块13之间通过至少一个所述连结装置11相连接；
相邻的两个所述第二组块13之间通过至少一个所述连结装置11相连接。
在该实施例中，第一组块12和第二组块13还可设置为鱼骨状，整体上采用全仿生设计，利用生物学，实现尾鳍的摆动。
在该实施例中，鱼骨状为异形，同样可实现尾鳍的摆动，由此，第一组块12和第二组块13的形状不仅限于鱼骨状，缺失的圆环形、缺失的多边形均可。
请继续参照图1至图3，其中，所述肌肉系统2包括多个牵引缆21和牵引缆固定装置22；
所述牵引缆固定装置22设置于所述第一组块12和所述第二组块13上；
所述牵引缆21穿过所述牵引缆固定装置22与所述第一组块12和至少一个所述第二组块13相连接。
进一步的，还包括与所述牵引缆21相连接的驱动系统。
在该实施例中，通过驱动系统拉动牵引缆21，进而拉动骨架系统1向一侧弯曲，实现尾鳍系统3的摆动，产生推进力。
牵引缆的设置可从第一组块12至最后一个第二组块13，也可选取第一组块12和任意数量的第二组块13，或任意数量的第二组块13之间，任意数量需大于等于2。
除了使用牵引缆外，可以通过齿轮啮合，相邻的两个组块之间通过齿轮相互啮合，将转动传递到相邻的组块上以实现骨架系统的摆动即尾鳍系统的摆动，通过齿轮的啮合可实现相对的转动，还可采用每一组块单独采用驱动单元，驱动单元与控制系统相电连接，且设置于前一个组块上，可以实现驱动单元工作时对后一个组块进行驱动，使其远离或靠近设置有驱动单元的组块，实现相对的转动，整体上实现摆动即尾鳍系统的摆动，综上，相邻组块之间的摆动可采用，牵引缆、齿轮连接或单独驱动单元等，但不仅限于上述连接方式，只需能够相邻的组块实现相对转动即可，即实现骨架系统和尾鳍系统的摆动效果即可。
请继续参照图1至图3，其中，所述第一组块12和多个所述第二组块13由所述第一组块12指向所述尾鳍系统3的方向尺寸逐渐减小。
在该实施例中，自第一组块12向尾鳍系统3的方向，每一组块的尺寸保持一致或逐渐减小，以防止前方的水流与组块之间产生阻力，影响船体前进的速度，优选的，采取逐渐减小的设置方式，保持流线型设计，符合自然界的活动规律。
请继续参照图1至图3，其中，所述尾鳍系统3包括尾鳍本体31和多条加强筋32；
所述加强筋32设置为由所述尾鳍本体31与所述骨架系统1相连接的一端向远离所述骨架系统1的一端放射状排列，且每一加强筋32的宽度逐渐减小。
进一步的，所述尾鳍本体31自与所述骨架系统1相连接的一端向背离所述骨架系统1的一端厚度逐渐减小。
进一步的，所述尾鳍本体31采用弹性材料，且为流线型设计。
在该实施例中，尾鳍本体31采用仿生设计，与鱼类的尾鳍相似，靠近第二组块13的一端的厚度大于远离第二组块13的一端的厚度，且采用弹性材料，一方面，保证在工作时，维持一定的强度，较薄的一端同样可以波动水，产生向前的推动力，采用弹性材料，例如，橡胶、硅胶、较薄的金属板等，可达到最佳效果，除了骨架系统1采用流线型设计外，尾鳍本体31也采用流线型设计，以减少阻力，加强筋32的设置，模拟鱼类的尾鳍中的鱼刺的设置方式。
请继续参照图1至图3，其中，所述尾鳍本体31与所述第二组块13相连接，设置为水平放置或竖直放置。
在该实施例中，第一组块12和第二组块13设置为环状时，尾鳍本体31可水平放置或竖直放置，与骨架系统1的弯曲方向保持一致即可，当第一组块12和第二组块13设置为鱼骨状时，尾鳍本体31仅可为竖直设置，与第一组块12和第二组块13的宽度方向保持一致。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一鱼尾推进器，其特征在于，包括骨架系统、肌肉系统和尾鳍系统；
所述肌肉系统设置于所述骨架系统上；
所述骨架系统和所述肌肉系统分别与所述尾鳍系统相连接，设置成驱动所述尾鳍系统摆动；
所述骨架系统包括连结装置、第一组块和N个第二组块，其中N≥2；
所述第一组块与所述第二组块之间和相邻的两个所述第二组块之间通过所述连结装置相转动连接；
所述肌肉系统与所述第一组块和所述第二组块分别连接。
2.根据权利要求1所述的鱼尾推进器，其特征在于，还包括阻尼系统；
所述阻尼系统包括至少两个阻尼装置；
两个所述阻尼装置分别与所述第一组块和所述第二组块相连接，且彼此间隔均匀设置。
3.根据权利要求1所述的鱼尾推进器，其特征在于，所述第一组块和所述第二组块均设置为环状；
所述第一组块与所述第二组块之间通过至少两个所述连结装置相连接；
相邻的两个所述第二组块之间通过至少两个所述连结装置相连接。
4.根据权利要求1所述的鱼尾推进器，其特征在于，所述第一组块和所述第二组块均设置为鱼骨状；
所述第一组块与所述第二组块之间通过至少一个所述连结装置相连接；
相邻的两个所述第二组块之间通过至少一个所述连结装置相连接。
5.根据权利要求1所述的鱼尾推进器，其特征在于，所述肌肉系统包括多个牵引缆和牵引缆固定装置；
所述牵引缆固定装置设置于所述第一组块和所述第二组块上；
所述牵引缆穿过所述牵引缆固定装置与所述第一组块和至少一个所述第二组块相连接。
6.根据权利要求1所述的鱼尾推进器，其特征在于，所述第一组块和多个所述第二组块由所述第一组块指向所述尾鳍系统的方向尺寸逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的鱼尾推进器，其特征在于，所述尾鳍系统包括尾鳍本体和多条加强筋；
所述加强筋设置为由所述尾鳍本体与所述骨架系统相连接的一端向远离所述骨架系统的一端放射状排列，且每一加强筋的宽度逐渐减小。
8.根据权利要求7所述的鱼尾推进器，其特征在于，所述尾鳍本体自与所述骨架系统相连接的一端向背离所述骨架系统的一端厚度逐渐减小。
9.根据权利要求7所述的鱼尾推进器，其特征在于，所述尾鳍本体与所述第二组块相连接，设置为水平放置或竖直放置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190405 |