CN204688392U - 一种仿鸭蹼波浪驱动的航行器 - Google Patents

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杜光超
张广斌
杨晓光
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Abstract

本实用新型涉及一种波浪直接驱动的机械装置，包括波浪能收集装置，动力传输装置和执行装置；导轨上端固定于浮体中间位置，重物固定在滑块上，滑块可以沿导轨自由滑动，弹簧一端连接在浮体下面，另一端连接在重物上面。连杆上端和连接杆铰连，连接杆固定于重物下端，连杆的另一端和摆杆上端铰连，摆杆的下端和输出轴固连。摆动杆上端与输出轴端部固连，摆动杆下端与支架固连。翼片固连在转轴上，转轴置于支架两侧。齿轮固连在转轴两端，相互啮合，保证两片翼片同步转动，翼片的极限位置处设有限位块。仿鸭蹼波浪能驱动的航行器吸收波浪的垂荡能量，经摆杆滑块机构传递，驱动鸭蹼运动，推动装置前进。

Description

一种仿鸭蹼波浪驱动的航行器
技术领域
本实用新型涉及一种波浪直接驱动的机械装置，特别是涉及一种利用鸭蹼装置作为推进机构的波浪驱动海上航行器。
背景技术
伴随着对海洋资源的日益重视和大规模开发，各种无人海洋机器人在海洋科学考察、海洋工程、海水养殖等领域得到了广泛应用。其中，最常见的两种类型分别是远程控制机器人和自治水下机器人。远程控制机器人需要装载电缆来实现能源的供应；自治水下机器人则需要自身携带电池来维持其运动，大大限制了其活动范围。仿鸭蹼波浪驱动的航行器创造性的利用了波浪能量，通过将波浪升沉运动转化为鸭蹼装置的前后摆动，实现波浪能直接驱动。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足，克服无人海洋机器人能量供给的问题，本实用新型提供一种仿鸭蹼波浪驱动的航行器。仿鸭蹼波浪驱动的航行器能够利用波浪能为其运动提供能量，能够利用鸭蹼装置为其航行提供驱动。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种仿鸭蹼波浪驱动的航行器，包括波浪能收集装置，动力传输装置和执行装置；
所述波浪能收集装置包括水面浮体、导轨、滑块、重物、弹簧和方向舵。导轨上端固定于浮体中间位置，重物固定在滑块上，滑块可以沿导轨自由滑动，弹簧一端连接在浮体下面，另一端连接在重物上面。在波浪上下起伏的过程中，由于弹簧和重物的共同作用，使得滑块在导轨上移动。
所述动力传输装置是一个摆杆滑块机构，包括摆杆、连杆、输出轴和连接杆。连杆上端和连接杆铰连，连接杆固定于重物下端，连杆的另一端和摆杆上端铰连，摆杆的下端和输出轴固连。由于滑块的上下移动，在连杆和摆杆的作用下，使输出轴产生相对转动。
所述执行装置包括摆动杆、支架、转轴、翼片、限位块、缓冲块和齿轮。摆动杆上端与输出轴端部固连，摆动杆下端与支架固连。翼片固连在转轴上，转轴置于支架两侧。齿轮固连在转轴两端，相互啮合，保证两片翼片同步转动，翼片的极限位置处设有限位块。缓冲块位于翼片上，减小翼片闭合时的冲击力。
仿鸭蹼波浪能驱动的航行器吸收波浪的垂荡能量，经摆杆滑块机构传递，驱动鸭蹼运动，推动装置前进。和现行的方案相比，减少能量转化过程中的损耗，提高能量利用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的总体结构示意图。
图2是本实用新型的驱动传递部分机构简图。
图3是本实用新型的执行装置结构示意图。
图中1.水面浮体，2.弹簧，3.配重，4.连杆，5.摆杆，6.摆动杆，7.翼片，8.方向舵，9.滑块，10.连接杆，11.导轨，12.支座，13.输出轴，14.齿轮，15.转轴，16.支架，17.限位块，18.缓冲块。
具体实施方式
参阅图1-图3，本实施例仿鸭蹼波浪驱动的航行器，包括波浪能收集装置，动力传输装置和执行装置；
波浪能收集装置包括水面浮体(1)、导轨(11)、滑块(9)、重物(3)、弹簧(2)和方向舵(8)。导轨(11)上端固连在水面浮体(1)中间位置，重物(3)固定在滑块(9)上，滑块(9)可以沿导轨(11)自由滑动，弹簧(2)一端连接在水面浮体(1)下面，另一端连接在重物(3)上面。在波浪向上波动的过程中，弹簧(2)的弹力小于重物(3)的惯性力，重物(3)相对水面浮体(1)向下运动，在波浪向下波动的过程中，弹簧(2)的恢复力大于重物(3)的惯性力，重物(3)相对于水面浮体(1)向上运动，在波浪上下起伏的过程中，由于弹簧(2)和重物(3)的共同作用，使得滑块(9)在导轨(11)上来回移动。方向舵(8)控制装置航行方向。波浪能收集装置将波浪能的垂荡运动转化为滑块(9)相对水面浮体(1)的相对运动。
动力传输装置是一个摆杆滑块机构，包括摆杆(5)、连杆(4)、输出轴(13)和连接杆(10)。连杆(4)上端和连接杆(10)铰连，连接杆(10)固定于重物(3)下端，连杆(4)的另一端和摆杆(5)上端铰连，摆杆(5)的下端和输出轴(13)固连。当滑块(9)相对水面浮体(1)向上运动时，在连杆(4)和摆杆(5)的作用下，输出轴(13)顺时针转动，当滑块(9)相对水面浮体(1)向下运动时，在连杆(4)和摆杆(5)的作用下，输出轴(13)逆时针转动。动力传输装置，将滑块(9)相对水面浮体(1)的相对运动转化为输出轴(13)的转动。
执行装置包括摆动杆(6)、支架(16)、转轴(15)、翼片(7)、限位块(17)、缓冲块(18)和齿轮(14)。摆动杆(6)上端与输出轴(13)端部固连，摆动杆(6)下端与支架(16)固连。翼片(7)固连在转轴(15)上，转轴(15)置于支架(16)两侧。齿轮(14)固连在转轴(15)两端，相互啮合，保证两片翼片(7)同步转动，翼片(7)的极限位置处设有限位块(17)。缓冲块(18)位于翼片(7)上，减小翼片(7)闭合时的冲击力；执行装置，将输出轴(13)的转动转化为翼片(7)的推水作用，驱动装置前进。

Claims (1)

1.一种仿鸭蹼波浪驱动装置，其特征在于：包括波浪能收集装置，动力传输装置和执行装置；
所述波浪能收集装置包括水面浮体、导轨、滑块、重物、弹簧和方向舵；导轨上端固定于浮体中间位置，重物固定在滑块上，滑块可以沿导轨自由滑动，弹簧一端连接在浮体下面，另一端连接在重物上面；在波浪上下起伏的过程中，由于弹簧和重物的共同作用，使得滑块在导轨上移动；
所述动力传输装置是一个摆杆滑块机构，包括摆杆、连杆、输出轴和连接杆；连杆上端和连接杆铰连，连接杆固定于重物下端，连杆的另一端和摆杆上端铰连，摆杆的下端和输出轴固连；由于滑块的上下移动，在连杆和摆杆的作用下，使输出轴产生相对转动；
所述执行装置包括摆动杆、支架、转轴、翼片、限位块、缓冲块和齿轮；摆动杆上端与输出轴端部固连，摆动杆下端与支架固连；翼片固连在转轴上，转轴置于支架两侧；齿轮固连在转轴两端，相互啮合，保证两片翼片同步转动，翼片的极限位置处设有限位块；缓冲块位于翼片上，减小翼片闭合时的冲击力。
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