CN113734397B - 绳牵引仿生机器鱼驱动装置及绳牵引仿生机器鱼 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下机器人技术领域，提供了一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置及绳牵引仿生机器鱼，包括：密封主舱；驱动电机，设置于密封主舱内，驱动电机的相对两侧分别设有摆动机构；摆动机构包括密封子舱、四连杆机构和摆杆，密封子舱设置于密封主舱的外部且与密封主舱连通，以形成传动区域，四连杆机构设置于传动区域，四连杆机构的输入端与驱动电机传动连接，四连杆机构的输出端连接有摆动轴，摆动轴设置于密封子舱内且延伸至外部与摆杆相连，以驱动摆杆往复摆动，摆杆用于与牵引绳相连。本发明可以将驱动电机的回转运动转变为往复摆动，并将往复摆动从密封空间传递到外部开放空间，实现摆动，具有结构紧凑、密封可靠等特点。

Description

绳牵引仿生机器鱼驱动装置及绳牵引仿生机器鱼

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置及绳牵引仿生机器鱼。

背景技术

大自然中鱼类、海豚等海洋生物进化出了适应水下活动的身体结构，它们普遍采用摆动尾部或使身体波动的形式游动，这种游动推进模式与螺旋桨驱动相比，不但效率高，同时具有灵活、隐蔽的特点。以它们为仿生对象的仿生机器鱼，在海洋观测、水下作业等领域有着重大的应用前景。

在水下机器人领域，目前技术相对成熟的驱动动力源为输出回转运动的电机，其他诸如形状记忆合金、人工肌肉等智能材料，但其技术成熟度还远未达到实用的水平。常用的绳牵引仿生机器鱼，主要包括依次连接的鱼头、鱼身和尾鳍，其中，鱼身由多个鱼体关节结构串联铰接形成，鱼身内设有电机或舵机、驱动轮和钢丝绳等结构，采用的驱动方式是电机或舵机直接驱动驱动轮，由驱动轮带动缠绕在上面的钢丝绳进行张弛运动，钢丝绳再拖动鱼身的各个鱼体关节结构和尾鳍连续摆动。这种驱动形式存在以下问题：由于在水下作业，因此需要密封，防止电机或舵机等部件进水，其密封方式往往采用橡胶套将整条鱼身密封包覆，鱼身在胶套内摆动时会受到一定的束缚，导致摆动效果差；并且采用舵机正反转来带动驱动轮往复转动以驱动钢丝绳张弛的方式，效率较低，容易疲劳损坏。因此，上述问题致使目前的绳牵引仿生机器鱼无法承载较深水下的高压环境，且在真实水下环境中较长时间持续作业的可靠性差。

发明内容

本发明提供一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置及绳牵引仿生机器鱼，可以将驱动电机的回转运动转变为往复摆动，并将往复摆动从密封空间传递到外部开放空间，驱动牵引绳张弛，进而带动鱼身及尾鳍摆动。本发明不仅适用于小型科学实验模型的结构形式，而且适用于大型深水高压环境下的绳牵引仿生机器鱼的驱动，具有结构紧凑、密封可靠和经久耐用的特点。

本发明提供一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，包括：密封主舱；驱动电机，设置于所述密封主舱内，所述驱动电机的相对两侧分别设有摆动机构；所述摆动机构包括密封子舱、四连杆机构和摆杆，所述密封子舱设置于所述密封主舱的外部且与所述密封主舱连通，以形成传动区域，所述四连杆机构设置于所述传动区域，且所述四连杆机构的输入端与所述驱动电机传动连接，所述四连杆机构的输出端连接有摆动轴，所述摆动轴设置于所述密封子舱内且延伸至所述密封子舱的外部与所述摆杆相连，以驱动所述摆杆往复摆动，所述摆杆用于与牵引绳相连。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，所述四连杆机构包括：偏心轮、连杆和摇杆，所述驱动电机的转轴经锥齿轮副连接有输出轴，所述偏心轮与所述输出轴固定连接，所述连杆的第一端与所述偏心轮转动连接，所述摇杆的第一端与所述连杆的第二端铰接，所述摇杆的第二端与所述摆动轴固定连接。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，两侧的所述四连杆机构对应的偏心轮同轴设置于所述输出轴的两端。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，所述密封主舱的外部设有固定支架，所述固定支架位于两侧的所述密封子舱之间，用于与绳牵引仿生机器鱼的鱼身相连。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，所述摆杆位于两侧的所述密封子舱之间，所述固定支架上设有导向轮，所述导向轮与所述摆杆相对设置，用于对牵引绳导向。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，所述密封子舱包括舱体和舱盖，所述舱体通过第一密封件设置于所述密封主舱的外部，所述舱盖与所述舱体可拆卸连接，且在所述舱盖与所述舱体的连接处设有第二密封件。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，所述摆动轴的两端分别贯穿所述密封子舱的相对两侧，所述摆动轴的第一端经第一轴承设置于所述密封子舱上，所述密封子舱的第一侧设有端盖，以密封所述摆动轴的第一端，所述密封子舱的第二侧设有轴承座，所述摆动轴的第二端通过第二轴承设置于所述轴承座上且延伸至外部与所述摆杆相连，所述摆动轴与所述轴承座之间设有第三密封件。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，两侧的所述四连杆机构的输出端在周期运动时具有相位差。

根据本发明提供的一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，两侧的所述四连杆机构的输出端的摆角范围不同。

本发明还提供一种绳牵引仿生机器鱼，包括所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置。

本发明提供的绳牵引仿生机器鱼驱动装置及绳牵引仿生机器鱼，通过一套驱动电机可以同时驱动两套四连杆机构运动，实现两侧摆动，通过四连杆机构可以将驱动电机的回转运动转变为往复摆动，并将往复摆动从密封空间(即密封主舱和密封子舱)传递到外部开放空间(即水域)，通过四连杆机构带动外部的摆杆往复摆动，进而驱动牵引绳张弛，通过牵引绳的张弛运动带动鱼身及尾鳍摆动，且通过密封主舱和密封子舱对驱动电机和四连杆机构等部件进行密封，避免了橡胶套的使用，提升了摆动效果。本发明不仅适用于小型科学实验模型的结构形式，而且适用于大型深水高压环境下的绳牵引仿生机器鱼的驱动，具有结构紧凑、密封可靠和经久耐用的特点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的绳牵引仿生机器鱼驱动装置的结构示意图；

图2是本发明提供的绳牵引仿生机器鱼驱动装置的部分结构爆炸图；

图3是本发明提供的四连杆机构的结构示意图；

图4是本发明提供的锥齿轮副的装配示意图；

图5是本发明提供的固定支架的装配示意图；

图6是图1的剖面图；

图7是本发明提供的输出轴的结构示意图；

附图标记：

1：密封主舱；101：密封舱体；102：法兰；103：固定板；

104：贯穿通道；105：凹腔；2：驱动电机；201：转轴；

202：电机支架；3：密封子舱；301：舱体；302：舱盖；

4：四连杆机构；401：偏心轮；402：连杆；4021：连杆主体；

4022：连杆分体；403：第三轴承；404：摇杆；4041：摇杆主体；

4042：摇杆分体；405：销轴；5：摆杆；501：牵引孔；

6：摆动轴；7：主动锥齿轮；8：从动锥齿轮；9：输出轴；

901：第一定位面；902：第二定位面；10：固定支架；

1001：支腿；1002：立板；1003：连接孔；11：导向轮；

12：第一轴承；13：端盖；14：轴承座；15：第二轴承；

16：第三密封件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图7描述本发明的绳牵引仿生机器鱼驱动装置及绳牵引仿生机器鱼。

根据本发明的实施例，本发明提供的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，主要包括：密封主舱1、驱动电机2和摆动机构。其中，密封主舱1作为所有部件的安装载体；驱动电机2设置于密封主舱1内，作为驱动动力源，密封主舱1对驱动电机2等部件进行密封，防止进水，且驱动电机2的相对两侧分别设有摆动机构。在本示例中，如图3所示，摆动机构位于驱动电机2的前后两侧。

每个摆动机构包括密封子舱3、四连杆机构4和摆杆5，密封子舱3设置于密封主舱1的外部，在本示例中，如图3所示，密封子舱3设置于密封主舱1右侧外壁上，密封子舱3与密封主舱1相连通，以形成传动区域，四连杆机构4设置于传动区域，且四连杆机构4的输入端与驱动电机2的转轴201传动连接，四连杆机构4的输出端连接有摆动轴6，摆动轴6设置于密封子舱3内且摆动轴6的端部延伸至密封子舱3的外部与摆杆5相连，通过驱动电机2的回转运动驱动四连杆机构4带动摆动轴6往复摆动，摆动轴6带动摆杆5往复摆动，摆杆5用于与牵引绳相连，以驱动牵引绳张弛，通过牵引绳的张弛运动带动鱼身及尾鳍摆动。应当理解的是，本发明通过设置与密封主舱1相连通的密封子舱3，形成传动区域，一方面便于对四连杆机构4密封，防止进水，另一方面不会对四连杆机构4的传动造成干涉。并且本发明传动区域可以理解为密封主舱1与密封子舱3相连通的用于四连杆机构4活动的区域。

本发明实施例通过一套驱动电机2可以同时驱动两套四连杆机构4运动，实现两侧摆动，通过四连杆机构4可以将驱动电机2的回转运动转变为往复摆动，并将往复摆动从密封空间(即密封主舱1和密封子舱3)传递到外部开放空间(即水域)，通过四连杆机构4驱动摆动轴6带动外部的摆杆5往复摆动，进而驱动牵引绳张弛，通过牵引绳的张弛运动带动鱼身及尾鳍摆动。本发明不仅适用于小型科学实验模型的结构形式，而且适用于大型深水高压环境下的绳牵引仿生机器鱼的驱动，具有结构紧凑、密封可靠和经久耐用的特点。

目前现有技术中，由于驱动电机2等部件设置于鱼身内，为了密封，通过橡胶套对整个鱼身密封，严重影响摆动；而本申请驱动装置与鱼身为分体结构，两者通过下述的固定支架10进行连接，通过密封主舱1和密封子舱3对驱动电机2和四连杆机构4等部件进行密封即可，不需要对鱼身进行密封，避免了橡胶套的使用，解开了鱼身的束缚，进而有效提升了摆动效果。

可以理解的是，如图3所示，本发明密封主舱1和密封子舱3分别为中空的舱体结构，以限定出密封空间。具体的，密封主舱1中空的舱体结构限定出密封空间A，密封子舱3中空的舱体结构限定出密封空间B，且密封空间A与密封空间B相连通。

根据本发明的实施例，如图3所示，密封主舱1包括密封舱体101、法兰102和固定板103，密封舱体101的两侧分别设有法兰102，第一侧(左侧)的法兰102便于与鱼头等结构连接，第二侧(右侧)的法兰102与固定板103连接，并且两侧的法兰102上分别使用盲螺纹孔和密封胶圈，然后通过螺钉固结，形成密封空间A。本发明通过设置可拆卸的固定板103，一方面便于驱动电机2、电机支架202和四连杆机构4等部件的安装，安装完成后，对密封舱体101进行密封，另一方面作为密封子舱3和固定支架10等部件的安装载体，具体参见下述。

根据本发明的实施例，如图2所示，密封舱体101为圆台形，鱼头位于口径相对较大的一侧(上侧)，固定板103位于口径相对较小的一侧(下侧)，使得与鱼身连接的固定支架10位于绳牵引仿生机器鱼前进方向的背侧，当绳牵引仿生机器鱼前进时，可以有效减小水中阻力，提升流动性，进而提高推进效果。

根据本发明的实施例，如图3和图4所示，固定板103设有贯穿通道104，以使密封主舱1的密封空间A与密封子舱3的密封空间B相连通，四连杆机构4穿过固定板103上的贯穿通道104从密封空间A延伸至密封空间B。

根据本发明的实施例，如图3所示，驱动电机2通过电机支架202固定于密封主舱1内。具体的，电机支架202固定于密封主舱1的远离固定板103一侧(左侧)的内壁上，驱动电机2竖向设置于电机支架202上，以便于将其回转运动分别传动至前后两侧的四连杆机构4。

根据本发明的实施例，如图2所示，密封子舱3包括舱体301和舱盖302，舱体301通过第一密封件设置于密封主舱1的外部，舱盖302与舱体301可拆卸连接，且在舱盖302与舱体301的连接处设有第二密封件。可以理解的是，由于摆动轴6安装于密封子舱3内且贯穿密封子舱3的舱体301侧部，因此，通过舱盖302与舱体301可拆卸连接，便于摆动轴6的安装。

在一个实施例中，如图3所示，两侧的密封子舱3前后对称布置于固定板103上，每个密封子舱3的舱体301与固定板103螺栓连接，并在连接处配置第一密封件，保证连接的密封性；每个密封子舱3的舱盖302与舱体301通过螺栓连接，并在连接处配置第二密封件，保证所构成的密封空间B的密封性。

根据本发明的实施例，如图2-图4所示，四连杆机构4包括：偏心轮401、连杆402和摇杆404，驱动电机2的转轴201经锥齿轮副连接有输出轴9，偏心轮401与输出轴9固定连接，连杆402的第一端与偏心轮401转动连接，构成回转运动副；摇杆404的第一端与连杆402的第二端铰接，构成铰接运动副；摇杆404的第二端与沿前后方向(图3所示方向)水平设置的摆动轴6固定连接，摆动轴6的端部贯穿密封子舱3的舱体301侧部与外部的摆杆5相连。可以理解的是，本发明四连杆机构4的输入端为偏心轮401，四连杆机构4的输出端为摇杆404，通过四连杆机构4可以将驱动电机2的连续回转运动转变为摇杆404的往复摆动，摇杆404带动摆动轴6往复摆动，进而通过摆动轴6带动摆杆5往复摆动。

在本技术领域中，偏心轮401是指这个轮的中心不在旋转点(即几何中心)上，一般指圆形轮，当圆形没有绕着自己的几何中心旋转时，就形成了偏心轮401。

在一个实施例中，如图3所示，连杆402的两端分别为盘状结构，第一端(左端)的盘状结构通过第三轴承403与偏心轮401相连，第二端(右端)的盘状结构通过销轴405与摇杆404的第一端(左端)铰接。本发明通过将连杆402的端部设计为盘状结构，使得整体结构紧凑。当然，连杆402端部的形状也可以为其他形状。

在一个实施例中，为了便于连杆402、偏心轮401与第三轴承403之间的装配，连杆402的第一端为分体结构，以将连杆402整体拆分成连杆主体4021和连杆分体4022，连杆分体4022与连杆主体4021通过螺栓连接，以拼装成可以嵌入第三轴承403的盘状结构。

在一个实施例中，为方便四连杆机构4的拆装，摇杆404的第二端为分体结构，以将摇杆404整体拆分成摇杆主体4041和摇杆分体4042，摇杆主体4041和摇杆分体4042通过螺栓连接，形成对摆动轴6的抱合结构，以对摆动轴6定位，使得摇杆404与摆动轴6之间形成刚性的固定连接，摇杆404将往复摆动传递至摆动轴6。

在一个实施例中，沿前后方向水平设置的摆动轴6的端部贯穿密封子舱3的侧部与摆杆5的中部固定连接，摆杆5为竖向设置，摆动轴6带动摆杆5在竖向平面内摆动，且摆杆5的两端分别设有牵引孔501，用于与牵引绳连接，摆动轴6带动外部的摆杆5往复摆动，进而驱动牵引绳张弛，通过牵引绳的张弛运动带动鱼身及尾鳍摆动。

在本技术领域中，锥齿轮副是指一对轴线相交的锥齿轮，用来传递两相交轴之间的运动和动力，在一般机械中，锥齿轮两轴之间的交角等于90°，但也可以不等于90°。

在具体示例中，如图4所示，锥齿轮副包括一对相互垂直啮合的锥齿轮，具体为水平方向设置的主动锥齿轮7和竖向设置的从动锥齿轮8，并且，主动锥齿轮7与竖向设置的驱动电机的转轴201相连，从动锥齿轮8与沿前后方向水平方向设置的输出轴9相连，实现将驱动电机2的回转运动从两侧输出至四连杆机构4的偏心轮401。

在一个实施例中，两侧的四连杆机构4对应的偏心轮401同轴设置于输出轴9的两端，即输出轴9的两端分别设有一套四连杆机构4，便于同轴输出，结构紧凑。

根据本发明的实施例，如图5所示，密封主舱1的外部设有固定支架10，固定支架10和摆杆5均位于两侧的密封子舱3之间，固定支架10用于固定多个鱼体关节结构串联铰接形成的鱼身。

在具体示例中，固定支架10为龙门支架，具有两个支腿1001，支腿1001通过螺栓安装于固定板103上，并且固定支架10跨设于摆杆5之上，即两个支腿1001分别位于摆杆5的上下两侧，避免对摆杆5的摆动造成干涉；并且固定支架10的主体中部相对设有两块立板1002，限定出中空安装腔，导向轮11安装于中空安装腔内且与摆杆5相对设置，用于对牵引绳的方向导向。具体的，牵引绳与摆杆5的牵引孔501连接后绕设于导向轮11上，再与鱼身的多个鱼体关节结构和尾鳍连接，形成牵引。

可以理解的是，本发明导向轮11的设置方式不作特别限制，在本示例中，导向轮11为竖向设置的两个。当然，导向轮11也可以为横向并列设置的两个。

在一个实施例中，立板1002上设有连接孔1003，便于安装鱼身。

在一个实施例中，如图1和图3所示，固定板103的外部表面设有凹腔105，摆杆5位于凹腔105内，进一步避免对摆杆5的摆动造成干涉。

根据本发明的实施例，如图6所示，以左侧摆动轴6的装配为例进行说明，摆动轴6的两端分别贯穿密封子舱3的相对两侧，摆动轴6的第一端(左端)经第一轴承12设置于密封子舱3上，即密封子舱3通过第一轴承12形成对摆动轴6的支撑，密封子舱3的第一侧(左侧)设有端盖13，以密封摆动轴6的第一端，端盖13与密封子舱3之间使用螺钉连接，并在连接处配有密封胶圈密封。

密封子舱3的第二侧(右侧)设有轴承座14，摆动轴6的第二端(右端)通过第二轴承15设置于轴承座14上，即轴承座14通过第二轴承15形成对摆动轴6的支撑，且摆动轴6的第二端延伸至外部与摆杆5相连，摆动轴6与轴承座14之间设有第三密封件16进行密封。本发明通过上述密封设计，可以有效提高装置的密封可靠性。

可以理解的是，摆动轴6的外伸部分可以是如图6所示的锥形，也可是盘状或轮状等形状，根据具体情况而定；并且在一些实施例中，摆杆5也可以看作摆动轴6外伸的一部分，即两者为一体结构。把钢丝绳等线状牵引绳固定在摆杆5两端的牵引孔501内，然后缠绕在导向轮11上，通过摆动轴6的摆动带动摆杆5实现对牵引绳的驱动。

本发明第一密封件、第二密封件和第三密封件16的具体类型不做特别限制，可采用被工业上广范应用的成熟密封元件密封，例如O形胶圈、泛塞等，安全可靠，寿命较长。

根据本发明的实施例，两侧的四连杆机构4的输出端在周期运动时具有相位差。具体的，在周期运动中，两侧的四连杆机构4对应的摆动轴6在输出时具有设定的相位差，使两套四连杆机构4驱动的仿生机器鱼不同身体部分之间的摆动规律呈设定的相位差，进而使摆动更加流畅，符合天然的仿生摆动规律，真实可靠。

在一个实施例中，如图7所示，为实现上述的相位差，本发明通过在输出轴9的两端外壁上分别开设沿轴向设置的第一定位面901和第二定位面902，以对两端的偏心轮401进行定位，并且通过使第一定位面901和第二定位面902不在同一平面上，可以产生上述相位差。

根据本发明的实施例，两侧的四连杆机构4的输出端的摆角范围不同，进而实现两套四连杆机构4驱动的仿生机器鱼不同身体部分之间的摆动幅值不同。具体的，驱动电机2两侧的四连杆机构4分别通过摆动轴6驱动摆杆5，摆杆5通过固定在上面的牵引绳牵引仿生机器鱼身体的不同部分，形成各部分不同的摆动规律。

在一个实施例中，对于两套四连杆机构4的偏心轮401，通过把其回转中心与几何中心的距离设置为不同的值，可实现两套四连杆机构4对应的摆动轴6输出不同的摆角范围。并且，两者中相对较大的摆角通过牵引绳牵引驱动尾鳍等身体末端的摆动，相对较小的摆角用于驱动鱼身摆动，进而使摆动更加流畅，符合天然的仿生摆动规律。

本发明还提供一种绳牵引仿生机器鱼，包括鱼头、鱼身、尾鳍和上述实施例所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置。其中，绳牵引仿生机器鱼驱动装置通过左侧法兰102与鱼头连接，驱动装置通过固定支架10与鱼身的首端连接，鱼身由多个鱼体关节结构串联铰接形成，尾鳍与鱼身的尾端连接。通过驱动电机2驱动两侧的四连杆机构4，四连杆机构4将驱动电机2的回转运动转变为往复摆动，四连杆机构4通过摆动轴6带动外部的摆杆5往复摆动，摆杆5驱动牵引绳进行张弛运动，通过牵引绳拉动鱼身的多个鱼体关节结构和尾鳍，实现摆动。因此，本发明可以更好的拟合仿生机器鱼在游动时身体真实的摆动曲线，相较于现有结构，具有更高的游动效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，包括：

密封主舱；

驱动电机，设置于所述密封主舱内，所述驱动电机的相对两侧分别设有摆动机构；

所述摆动机构包括密封子舱、四连杆机构和摆杆，所述密封子舱设置于所述密封主舱的外部且与所述密封主舱连通，以形成传动区域，所述四连杆机构设置于所述传动区域，且所述四连杆机构的输入端与所述驱动电机传动连接，所述四连杆机构的输出端连接有摆动轴，所述摆动轴设置于所述密封子舱内且延伸至所述密封子舱的外部与所述摆杆相连，以驱动所述摆杆往复摆动，所述摆杆用于与牵引绳相连；

所述四连杆机构包括：偏心轮、连杆和摇杆，所述驱动电机的转轴经锥齿轮副连接有输出轴，所述偏心轮与所述输出轴固定连接，所述连杆的第一端与所述偏心轮转动连接，所述摇杆的第一端与所述连杆的第二端铰接，所述摇杆的第二端与所述摆动轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，两侧的所述四连杆机构对应的偏心轮同轴设置于所述输出轴的两端。

3.根据权利要求1所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，所述密封主舱的外部设有固定支架，所述固定支架位于两侧的所述密封子舱之间，用于与绳牵引仿生机器鱼的鱼身相连。

4.根据权利要求3所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，所述摆杆位于两侧的所述密封子舱之间，所述固定支架上设有导向轮，所述导向轮与所述摆杆相对设置，用于对牵引绳导向。

5.根据权利要求1所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，所述密封子舱包括舱体和舱盖，所述舱体通过第一密封件设置于所述密封主舱的外部，所述舱盖与所述舱体可拆卸连接，且在所述舱盖与所述舱体的连接处设有第二密封件。

6.根据权利要求1所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，所述摆动轴的两端分别贯穿所述密封子舱的相对两侧，所述摆动轴的第一端经第一轴承设置于所述密封子舱上，所述密封子舱的第一侧设有端盖，以密封所述摆动轴的第一端，所述密封子舱的第二侧设有轴承座，所述摆动轴的第二端通过第二轴承设置于所述轴承座上且延伸至外部与所述摆杆相连，所述摆动轴与所述轴承座之间设有第三密封件。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，两侧的所述四连杆机构的输出端在周期运动时具有相位差。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置，其特征在于，两侧的所述四连杆机构的输出端的摆角范围不同。

9.一种绳牵引仿生机器鱼，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的绳牵引仿生机器鱼驱动装置。

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