CN113044194B - 仿蝠鲼胸鳍机构及仿蝠鲼机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仿蝠鲼胸鳍机构及仿蝠鲼机器人，其中，仿蝠鲼胸鳍机构，包括胸鳍骨架、前缘绳、后缘绳和柔性鳍皮；胸鳍骨架包括根部支撑骨架和多级摆动支撑骨架，每级摆动支撑骨架均对应安装有一差速驱动单元，每级差速驱动单元均包括连接件，以及固定连接于连接件的驱动组件；其中，第一级差速驱动单元的连接件固定连接于根部支撑骨架，其他各级差速驱动单元的连接件均固定连接于其上一级摆动支撑骨架；每级差速驱动单元的驱动组件驱动其同级的摆动支撑骨架以该摆动支撑骨架撑起的胸鳍截面上的一直线为轴转动，并以胸鳍截面的一垂线为轴转动。本发明仿蝠鲼胸鳍机构具有多自由度，且其运动完全可控。

Description

仿蝠鲼胸鳍机构及仿蝠鲼机器人

技术领域

本发明属于水下仿生机器人技术领域，尤其涉及一种仿蝠鲼胸鳍机构及仿蝠鲼机器人。

背景技术

蝠鲼身体扁平，体呈菱形，体长可达8米，体重可达1吨以上，其具有强大的胸鳍，通过胸鳍的波动运动来产生前进的推力，不仅拥有高效的巡游性能，其机动性也非常强，可以快速灵活地实现原地转向。蝠鲼胸鳍的运动呈现强烈的三维特征，可认为是侧向(即翼展方向)与前进方向(即弦向)的波动运动的合成。仿蝠鲼胸鳍机构是基于蝠鲼生物原型，模仿蝠鲼柔性胸鳍的运动特性，利用特殊的机械驱动结构与柔性材料制作而成的一种推进机构。仿蝠鲼胸鳍机构能模仿蝠鲼在水中完成波动拍打运动，从而产生驱动力。

目前，大部分的仿蝠鲼胸鳍机构主要由沿弦向排列的多根鳍条与柔性鳍皮组成，多根鳍条之间的摆动具有一定的超前或者滞后的相位差，从而带动固定在其上的柔性鳍皮产生波动运动。然而，该类仿蝠鲼胸鳍机构一般自由度较少，仿生效果较差，并且鳍条之间的鳍皮容易发生拉扯，产生较大的形变和应力。专利CN110576957A公开了一种展向弯曲与弦向摆动可控的多骨架仿蝠鲼胸鳍推进机构，其是一种以中部横梁为基础、以骨架作为框架的仿蝠鲼胸鳍机构。然而，该机构的不足之处在于以柔性绳进行驱动，具有较多不确定的自由度，在水下工作时，胸鳍的拍打运动难以被准确控制。

总之，仿蝠鲼胸鳍机构相关技术中存在自由度少或运动不可控的问题。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种仿蝠鲼胸鳍机构及仿蝠鲼机器人，该仿蝠鲼胸鳍机构具有多自由度，且其运动完全可控，以解决现有仿蝠鲼胸鳍机构中存在的自由度少和运动不可控的技术问题。

本发明提供一种仿蝠鲼胸鳍机构，包括：

胸鳍骨架，胸鳍骨架包括自胸鳍根部至尖部沿翼展方向均布的多个支撑骨架；

前缘绳，前缘绳依次连接各支撑骨架的前缘；

后缘绳，后缘绳依次连接各支撑骨架的后缘；

柔性鳍皮，柔性鳍皮包覆于胸鳍骨架外，并与各支撑骨架、前缘绳和后缘绳均固定连接；

胸鳍骨架中，位于根部的支撑骨架为根部支撑骨架，其他支撑骨架中，自与根部支撑骨架相邻的支撑骨架至胸鳍尖部的支撑骨架依次为逐级设置的摆动支撑骨架，每级摆动支撑骨架均对应安装有一差速驱动单元；

每级差速驱动单元均包括连接件，以及固定连接于连接件的驱动组件；其中，第一级差速驱动单元的连接件固定连接于根部支撑骨架，其他各级差速驱动单元的连接件均固定连接于其上一级摆动支撑骨架；每级差速驱动单元的驱动组件驱动其同级的摆动支撑骨架以该摆动支撑骨架撑起的胸鳍截面上的一直线为轴转动，并以胸鳍截面的一垂线为轴转动。

本技术方案中，同级的摆动支撑骨架和差速驱动单元构成一级摆动单元，每级摆动单元的摆动支撑骨架由差速驱动单元的驱动组件驱动实现两个方向的转动，从而使每个摆动单元具有两个自由度，而多级摆动单元之间通过差速驱动单元的连接件串联连接，使整个仿蝠鲼胸鳍机构具有多个自由度，同时，每级摆动单元的运动可通过每级差速驱动单元的驱动组件准确控制，从而使仿胸鳍机构弦向及翼展方向的波动运动完全可控，可实现多种运动，提供了对蝠鲼生物的模仿的真实性。

在其中一些实施例中，差速驱动单元中，驱动组件包括：

行星架，行星架为一呈方形的框架；

四个锥齿轮，四个锥齿轮轮齿的模数和齿数均相同，四个锥齿轮位于行星架内并分别通过转轴转动连接于行星架的四面侧壁，相邻的两个锥齿轮相互啮合；四个锥齿轮中，两个相对的锥齿轮为传动锥齿轮，当胸鳍处于展平状态时，两个传动锥齿轮的转轴中心线与该级差速驱动单元同级的摆动支撑骨架的前缘与后缘连线共线设置，且两个传动锥齿轮的转轴穿过行星架侧壁伸至行星架外；剩余两个锥齿轮中，当胸鳍处于展平状态时，靠近胸鳍尖部一侧的锥齿轮为输出锥齿轮，靠近胸鳍根部一侧的锥齿轮为闲置锥齿轮，输出锥齿轮的转轴穿过行星架侧壁伸至行星架外并与该级差速驱动单元同级的摆动支撑骨架固定连接，且输出锥齿轮的转轴中心线垂直于该摆动支撑骨架撑起的胸鳍截面；

电机基座，当胸鳍处于展平状态时，电机基座包围于行星架的三面侧壁外，包括相对设置的两个电机安装部以及连接于两个电机安装部之间的连接部，其中，两个电机安装部分别与两个传动锥齿轮相对，连接部位于背离输出锥齿轮的一侧，连接部用于固定连接连接件；

两个驱动电机，两个驱动电机分别固定安装于电机基座的两个电机安装部，并与两个传动锥齿轮的转轴分别连接，以分别驱动两个传动锥齿轮转动。

本技术方案中，四个锥齿轮和行星架构成了行星轮系，通过两个驱动电机分别驱动两个传动锥齿轮同向等速转动，可使行星架连同其中的输出锥齿轮一起以两个传动锥齿轮转轴的中心线为轴转动，从而实现摆动支撑骨架以两个传动锥齿轮转轴的中心线为轴转动；通过两个驱动电机分别驱动两个传动锥齿轮异向等速转动，可使输出锥齿轮以其转轴的中心线为轴转动，从而实现摆动支撑骨架以输出锥齿轮的转轴中心线为轴转动；通过两个驱动电机分别驱动两个传动锥齿轮差速转动，可使行星架连同其中的输出锥齿轮一起以两个传动锥齿轮转轴的中心线为轴转动，同时输出锥齿轮以其转轴的中心线为轴转动，进而实现对摆动支撑骨架两个方向的转动运动的准确控制。

在其中一些实施例中，驱动电机与传动锥齿轮通过联轴器相连。

在其中一些实施例中，差速驱动单元中，连接件为沿翼展方向延伸的连接杆，连接杆的一端固定连接于电机基座的连接部，另一端用于固定连接根部支撑骨架或其上一级摆动支撑骨架。

在其中一些实施例中，

根部支撑骨架包括：

第一支撑框架，第一支撑框架呈NASA飞机翼型形状；

第一横梁，第一横梁的两端分别连接于第一支撑框架的前缘和后缘，第一横梁连接第一级差速驱动单元的连接件；

摆动支撑骨架包括：

第二支撑框架，第二支撑框架呈NASA飞机翼型形状；

第二横梁，第二横梁的两端分别连接于第二支撑框架的前缘和后缘，第二横梁连接其同级的差速驱动单元的输出锥齿轮的转轴，并连接其下一级差速驱动单元的连接件,第二横梁对应驱动组件的部分呈弯折状以绕开驱动组件。

在其中一些实施例中，摆动支撑骨架与输出锥齿轮转轴的连接点，与摆动支撑骨架与其下一级差速驱动单元的连接杆的连接点，位于摆动支撑骨架的同一位置；且当胸鳍处于展平状态时，各级差速驱动单元的连接杆位于同一直线上，有利于提高仿蝠鲼胸鳍机构的结构稳定性，同时有利于控制仿蝠鲼胸鳍机构的运动。

在其中一些实施例中，以支撑骨架的前缘与后缘之间的距离为弦长，支撑骨架的弦长自胸鳍根部至尖部逐渐减小，以模仿蝠鲼生物胸鳍的外形。

在其中一些实施例中，胸鳍骨架还包括位于胸鳍尖部的尖部支撑件，尖部支撑件为沿翼展方向延伸的尖部支撑杆，尖部支撑杆的一端固定连接于最后一级摆动支撑骨架，另一端固定连接前缘绳和后缘绳。本技术方案中，通过尖部支撑件作为胸鳍尖部的支撑，更有利于模仿蝠鲼生物的外形。

在其中一些实施例中，当胸鳍处于展平状态时，尖部支撑杆与各级差速驱动单元的连接杆位于同一直线上，有利于提高仿蝠鲼胸鳍机构的结构稳定性，同时有利于控制仿蝠鲼胸鳍机构的运动。

除此，本发明还提供了一种仿蝠鲼机器人，包括上述的仿蝠鲼胸鳍机构。本技术方案提供的仿蝠鲼机器人对蝠鲼生物模仿的真实性高，可模仿蝠鲼生物的多种运动。

基于上述技术方案，本发明实施例中仿蝠鲼胸鳍机构具有多自由度，且其运动完全可控，解决了现有仿蝠鲼胸鳍机构中存在的自由度少和运动不可控的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的展平状态时仿蝠鲼胸鳍机构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的拍打运动状态时仿蝠鲼胸鳍机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的仿蝠鲼胸鳍机构中摆动支撑骨架与差速驱动单元的装配结构示意图；

图4为本发明实施例提供的差速驱动单元中驱动组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的驱动组件中行星架的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的驱动组件中输出锥齿轮的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的驱动组件中电机基座的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的差速驱动单元中连接件的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的仿蝠鲼胸鳍机构中根部支撑骨架的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的仿蝠鲼胸鳍机构中摆动支撑骨架的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的仿蝠鲼胸鳍机构中尖部支撑件的结构示意图。

图中：

1、胸鳍骨架；11、支撑骨架；111、根部支撑骨架；1111、第一支撑框架；1112、第一横梁；1113、根部支撑骨架连接盘；112、摆动支撑骨架；1121、第二支撑框架；1122、第二横梁；1123、摆动支撑骨架连接盘；12、尖部支撑件；121、尖部支撑杆；122、尖部支撑杆连接盘；

2、前缘绳；

3、后缘绳；

4、差速驱动单元；41、连接件；411、连接杆；412、连接杆连接盘；42、驱动组件；421、行星架；4211、轴孔；422、锥齿轮；4221、传动锥齿轮；4222、输出锥齿轮；4223、闲置锥齿轮；423、电机基座；4231、电机安装部；4232、连接部；424、驱动电机；425、联轴器；426、输出锥齿轮连接盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，在本发明仿蝠鲼胸鳍机构的一个示意性实施例中，仿蝠鲼胸鳍机构包括胸鳍骨架1、前缘绳2、后缘绳3和柔性鳍皮。其中，胸鳍骨架1构成胸鳍的基础形状，包括自胸鳍根部至尖部沿翼展方向均布的多个支撑骨架11；前缘绳2依次连接各支撑骨架11的前缘，以构成胸鳍前缘；后缘绳3依次连接各支撑骨架11的后缘，以构成胸鳍后缘；柔性鳍皮包覆于胸鳍骨架1外，并与各支撑骨架11、前缘绳2和后缘绳3均固定连接，以模仿蝠鲼胸鳍的外形。其中，前缘绳2、后缘绳3和柔性鳍皮的材料可为橡胶等柔性材料，柔性鳍皮可通过胶接的方式固定在胸鳍骨架1、前缘绳2与后缘绳3的表面。

为了提高仿蝠鲼胸鳍机构的自由度，并实现仿蝠鲼胸鳍机构运动的完全可控，如图1和图2所示，本实施例中，对胸鳍骨架1中的支撑骨架11进行了区别，以位于根部的支撑骨架11为根部支撑骨架111，其他支撑骨架11中，自与根部支撑骨架111相邻的支撑骨架11至胸鳍尖部的支撑骨架11依次为逐级设置的摆动支撑骨架112。同时，如图1-图3所示，本实施例中，在每级摆动支撑骨架112中对应安装差速驱动单元4，每级差速驱动单元4均包括连接件41，以及固定连接于连接件41的驱动组件42；其中，第一级差速驱动单元4的连接件41固定连接于根部支撑骨架111，其他各级差速驱动单元4的连接件41均固定连接于其上一级摆动支撑骨架112；每级差速驱动单元4的驱动组件42驱动其同级的摆动支撑骨架112以该摆动支撑骨架112撑起的胸鳍截面上的一直线为轴转动，并以胸鳍截面的一垂线为轴转动。

在上述示意性实施例中，同级的摆动支撑骨架112和差速驱动单元4构成一级摆动单元，每级摆动单元的摆动支撑骨架112由差速驱动单元4的驱动组件42驱动实现两个方向的转动，从而使每个摆动单元具有两个自由度，而多级摆动单元之间通过差速驱动单元4的连接件41串联连接，使整个仿蝠鲼胸鳍机构具有多个自由度，同时，每级摆动单元的运动可通过每级差速驱动单元4的驱动组件42准确控制，从而使仿胸鳍机构弦向及翼展方向的波动运动完全可控，可实现多种运动，提供了对蝠鲼生物的模仿的真实性。

在一些实施例中，如图4-图7所示，差速驱动单元4中，驱动组件42包括行星架421、电机基座423、四个锥齿轮422和两个驱动电机424。

如图5所示，行星架421为一呈方形的框架，其四面侧壁的中心处分别加工有用于安装锥齿轮422转轴的轴孔4211。需要说明的是，行星架421可为钣金结构。

如图4所示，四个锥齿轮422轮齿的模数和齿数均相同，四个锥齿轮422位于行星架421内，并分别通过转轴转动连接于行星架421的四面侧壁的轴孔4211处，相邻的两个锥齿轮422相互啮合。其中，两个相对的锥齿轮422为传动锥齿轮4221，剩余两个锥齿轮422中，一个为输出锥齿轮4222，另一个为闲置锥齿轮4223。如图3和图4所示，当胸鳍处于展平状态时，两个传动锥齿轮4221的转轴中心线与该级差速驱动单元4同级的摆动支撑骨架112的前缘与后缘连线共线设置，且两个传动锥齿轮4221的转轴穿过行星架421侧壁的轴孔4211伸至行星架421外。如图1、图3、图4和图6所示，当胸鳍处于展平状态时，输出锥齿轮4222位于靠近胸鳍尖部的一侧，输出锥齿轮4222的转轴穿过行星架421侧壁的轴孔4211伸至行星架421外，输出锥齿轮4222的转轴端部设有输出锥齿轮连接盘426，以通过输出锥齿轮连接盘426固定连接于与该级差速驱动单元4同级的摆动支撑骨架112，输出锥齿轮4222的转轴中心线垂直于该摆动支撑骨架112撑起的胸鳍截面。如图3和图4所示，当胸鳍处于展平状态时，闲置锥齿轮4223位于靠近胸鳍根部的一侧，其主要的作用是加强由四个锥齿轮422和行星架421构成的行星轮系的传动稳定性和可靠性。需要说明的是，锥齿轮422与其转轴可通过过盈配合进行装配，在行星架421壁面的两侧可通过卡簧对转轴进行轴向限位。

如图3、图4和图7所示，电机基座423为一呈U型的框架，当胸鳍处于展平状态时，电机基座423包围于行星架421的三面侧壁外，包括相对设置的两个电机安装部4231以及连接于两个电机安装部4231之间的连接部4232，其中，两个电机安装部4231分别与两个传动锥齿轮4221相对，连接部4232位于背离输出锥齿轮4222的一侧，连接部4232用于固定连接连接件41。需要说明的是，电机基座423可为结构钣金。

如图4所示，两个驱动电机424分别固定安装于电机基座423的两个电机安装部4231，并与两个传动锥齿轮4221的转轴分别连接，以分别驱动两个传动锥齿轮4221转动。需要说明的是，驱动电机424与传动锥齿轮4221通过联轴器425相连。还需要说明的是，本实施例中，驱动电机424为伺服电机。

上述驱动组件42中，四个锥齿轮422和行星架421构成了行星轮系，通过两个驱动电机424分别驱动两个传动锥齿轮4221同向等速转动，可使行星架421连同其中的输出锥齿轮4222一起以两个传动锥齿轮4221转轴的中心线为轴转动，从而实现摆动支撑骨架112以两个传动锥齿轮4221转轴的中心线为轴转动；通过两个驱动电机424分别驱动两个传动锥齿轮4221异向等速转动，可使输出锥齿轮4222以其转轴的中心线为轴转动，从而实现摆动支撑骨架112以输出锥齿轮4222的转轴中心线为轴转动；通过两个驱动电机424分别驱动两个传动锥齿轮4221差速转动，可使行星架421连同其中的输出锥齿轮4222一起以两个传动锥齿轮4221转轴的中心线为轴转动，同时输出锥齿轮4222以其转轴的中心线为轴转动，进而实现对摆动支撑骨架112两个方向的转动运动的准确控制。需要说明的是，当设定两个驱动电机424正转方向一致时，两个驱动电机424转速之和的二分之一为摆动支撑骨架112以两个传动锥齿轮4221转轴的中心线为轴转动的转速，两个驱动电机424转速之差的二分之一为摆动支撑骨架112以输出锥齿轮4222的转轴中心线为轴转动的转速。

在一些实施例中，如图8所示，差速驱动单元4中，连接件41包括沿翼展方向延伸的连接杆411，连接杆411的两端分别设有连接杆连接盘412，连接杆411的一端通过连接杆连接盘412固定连接于电机基座423的连接部4232，另一端通过连接杆连接盘412固定连接根部支撑骨架111或其上一级摆动支撑骨架112。

在一些实施例中，如图9所示，根部支撑骨架111包括第一支撑框架1111和第一横梁1112；其中，第一支撑框架1111呈NASA飞机翼型形状；第一横梁1112的两端分别连接于第一支撑框架1111的前缘和后缘，第一横梁1112上设有根部支撑骨架连接盘1113，以通过根部支撑骨架连接盘1113与第一级差速驱动单元4的连接杆连接盘412的对接(具体为通过螺栓对接连接)，实现根部支撑骨架111与第一级差速驱动单元4的连接件41的连接。

在一些实施例中，如图10所示，摆动支撑骨架112包括第二支撑框架1121和第二横梁1122；其中，第二支撑框架1121呈NASA飞机翼型形状；第二横梁1122的两端分别连接于第二支撑框架1121的前缘和后缘，第二横梁1122上设有摆动支撑骨架连接盘1123，以通过摆动支撑骨架连接盘1123与其同级的差速驱动单元4中输出锥齿轮连接盘426的对接(具体为通过螺栓对接连接)，实现摆动支撑骨架112与其同级差速驱动单元4的输出锥齿轮4222转轴的连接，同时，通过摆动支撑骨架连接盘1123与其下一级差速驱动单元4的连接杆连接盘412的对接(具体为通过螺栓对接连接)，实现摆动支撑骨架112与其下一级差速驱动单元4的连接件41的连接。进一步的，第二横梁1122对应驱动组件42的部分呈弯折状以绕开驱动组件42，防止第二横梁1122的运动与摆动支撑骨架112内差速驱动单元4的驱动组件42形成接触干涉。需要说明的是，如图1所示，本实施例中，摆动支撑骨架112与输出锥齿轮4222转轴的连接点，与摆动支撑骨架112与其下一级差速驱动单元4的连接杆411的连接点，位于摆动支撑骨架112的同一位置，同时，当胸鳍处于展平状态时，各级差速驱动单元4的连接杆411位于同一直线上，有利于提高仿蝠鲼胸鳍机构的结构稳定性，同时有利于控制仿蝠鲼胸鳍机构的运动。

在一些实施例中，如图1所示，以支撑骨架11的前缘与后缘之间的距离为弦长，支撑骨架11的弦长自胸鳍根部至尖部逐渐减小，以模仿蝠鲼生物胸鳍的外形。

在一些实施例中，如图1和图11所示，胸鳍骨架1还包括位于胸鳍尖部的尖部支撑件12，尖部支撑件12包括沿翼展方向延伸的尖部支撑杆121，尖部支撑杆121的一端设有尖部支撑杆连接盘122，以通过尖部支撑杆连接盘122固定连接于最后一级摆动支撑骨架112的摆动支撑骨架连接盘1123，尖部支撑杆121的另一端固定连接前缘绳2和后缘绳3。本实施例中，通过尖部支撑件12作为胸鳍尖部的支撑，更有利于模仿蝠鲼生物的外形。本实施例中，当胸鳍处于展平状态时，尖部支撑杆121与各级差速驱动单元4的连接杆411位于同一直线上，有利于提高仿蝠鲼胸鳍机构的结构稳定性，同时有利于控制仿蝠鲼胸鳍机构的运动。

基于上述的仿蝠鲼胸鳍机构，本发明还提供一种仿蝠鲼机器人，该仿蝠鲼机器人包括上述的仿蝠鲼胸鳍机构，该仿蝠鲼机器人对蝠鲼生物模仿的真实性高，可模仿蝠鲼生物的多种运动。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.仿蝠鲼胸鳍机构，包括：

胸鳍骨架，所述胸鳍骨架包括自胸鳍根部至尖部沿翼展方向均布的多个支撑骨架；

前缘绳，所述前缘绳依次连接各所述支撑骨架的前缘；

后缘绳，所述后缘绳依次连接各所述支撑骨架的后缘；

柔性鳍皮，所述柔性鳍皮包覆于所述胸鳍骨架外，并与各所述支撑骨架、所述前缘绳和所述后缘绳均固定连接；

其特征在于，

所述胸鳍骨架中，位于根部的所述支撑骨架为根部支撑骨架，其他所述支撑骨架中，自与所述根部支撑骨架相邻的所述支撑骨架至胸鳍尖部的所述支撑骨架依次为逐级设置的摆动支撑骨架，每级所述摆动支撑骨架均对应安装有一差速驱动单元；

每级所述差速驱动单元均包括连接件，以及固定连接于所述连接件的驱动组件；其中，第一级所述差速驱动单元的连接件固定连接于所述根部支撑骨架，其他各级所述差速驱动单元的连接件均固定连接于其上一级所述摆动支撑骨架；每级差速驱动单元的驱动组件驱动其同级的所述摆动支撑骨架以该摆动支撑骨架撑起的胸鳍截面上的一直线为轴转动，并以所述胸鳍截面的一垂线为轴转动；

所述差速驱动单元中，所述驱动组件包括：

行星架，所述行星架为一呈方形的框架；

四个锥齿轮，四个所述锥齿轮轮齿的模数和齿数均相同，四个所述锥齿轮位于所述行星架内并分别通过转轴转动连接于所述行星架的四面侧壁，相邻的两个所述锥齿轮相互啮合；四个所述锥齿轮中，两个相对的所述锥齿轮为传动锥齿轮，当胸鳍处于展平状态时，两个所述传动锥齿轮的转轴中心线与该级差速驱动单元同级的所述摆动支撑骨架的前缘与后缘连线共线设置，且两个所述传动锥齿轮的转轴穿过所述行星架侧壁伸至所述行星架外；剩余两个所述锥齿轮中，当胸鳍处于展平状态时，靠近胸鳍尖部一侧的所述锥齿轮为输出锥齿轮，靠近胸鳍根部一侧的所述锥齿轮为闲置锥齿轮，所述输出锥齿轮的转轴穿过所述行星架侧壁伸至所述行星架外并与该级差速驱动单元同级的所述摆动支撑骨架固定连接，且所述输出锥齿轮的转轴中心线垂直于该摆动支撑骨架撑起的胸鳍截面；

电机基座，当胸鳍处于展平状态时，所述电机基座包围于所述行星架的三面侧壁外，包括相对设置的两个电机安装部以及连接于两个所述电机安装部之间的连接部，其中，两个所述电机安装部分别与两个所述传动锥齿轮相对，所述连接部位于背离所述输出锥齿轮的一侧，所述连接部用于固定连接所述连接件；

两个驱动电机，两个所述驱动电机分别固定安装于所述电机基座的两个所述电机安装部，并与两个所述传动锥齿轮的转轴分别连接，以分别驱动两个所述传动锥齿轮转动；

所述差速驱动单元中，所述连接件为沿翼展方向延伸的连接杆，所述连接杆的一端固定连接于所述电机基座的连接部，另一端用于固定连接所述根部支撑骨架或其上一级所述摆动支撑骨架；

所述根部支撑骨架包括：

第一支撑框架，所述第一支撑框架呈NASA飞机翼型形状；

第一横梁，所述第一横梁的两端分别连接于所述第一支撑框架的前缘和后缘，所述第一横梁连接第一级所述差速驱动单元的连接件；

所述摆动支撑骨架均包括：

第二支撑框架，所述第二支撑框架呈NASA飞机翼型形状；

第二横梁，所述第二横梁的两端分别连接于所述第二支撑框架的前缘和后缘，所述第二横梁连接其同级的所述差速驱动单元的输出锥齿轮的转轴，并连接其下一级所述差速驱动单元的连接件,所述第二横梁对应所述驱动组件的部分呈弯折状以绕开所述驱动组件；

所述摆动支撑骨架与所述输出锥齿轮转轴的连接点，和所述摆动支撑骨架与其下一级所述差速驱动单元的连接杆的连接点，位于所述摆动支撑骨架的同一位置；且当胸鳍处于展平状态时，各级所述差速驱动单元的连接杆位于同一直线上；

所述胸鳍骨架还包括位于胸鳍尖部的尖部支撑件，所述尖部支撑件为沿翼展方向延伸的尖部支撑杆，所述尖部支撑杆的一端固定连接于最后一级所述摆动支撑骨架，另一端固定连接所述前缘绳和后缘绳；当胸鳍处于展平状态时，所述尖部支撑杆与各级所述差速驱动单元的连接杆位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的仿蝠鲼胸鳍机构，其特征在于，所述驱动电机与传动锥齿轮通过联轴器相连。

3.根据权利要求1所述的仿蝠鲼胸鳍机构，其特征在于，以所述支撑骨架的前缘与后缘之间的距离为弦长，所述支撑骨架的弦长自胸鳍根部至尖部逐渐减小。

4.仿蝠鲼机器人，其特征在于，所述仿蝠鲼机器人包括权利要求1-3任一项所述的仿蝠鲼胸鳍机构。

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