CN206327552U - 一种复合型的波动鳍动力单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合型的波动鳍动力单元，由动力机构和鳍条组成；所述动力机构包括定位基座，定位基座中设置有两工作滑轨，工作滑轨中安装一可沿其左右滑动的滑块；所述滑块的上端设置有小滚轮与一动力凸轮相抵连接，滑块的下端与基座之间设置有复位弹簧，同时滑块外侧活动铰接一摇臂，摇臂的另一端伸出基座并与一转台上的偏心转轴活动铰接，转台的中心活动定位在一转轴上，转台的另一侧设有一连接凸起，连接凸起上设有一安装槽，安装槽中连接着可进行独立变形的所述鳍条。本实用新型不仅可实现鳍条的整体摆动，同时可进行鳍条的独立变形运动，从而使仿生鱼鳍能实现摆动、波动和各种复杂的三维运动，能为仿生鳍的研究提供更准确的试验数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于仿生学的波动鳍动力单元，特别是一种复合型的波动鳍动力单元。
背景技术
专利CN2012200424838公开了一种波动鳍装置，其仿照鱼类柔性鳍波动推进的游动模式而设计，具有重复性好、游动规划安排方便的特点，为鱼类仿生学的科学研究提供了一种很好的实验装置。
但在以上结构中，波动鳍的运动完全依靠各鳍条上下摆动来带动柔软薄翼的波动运动，鳍条本身无法进行适应性变形，这样的运动方式非常单一，无法进行各种复杂的三维运动，获得的试验数据非常有限，给波动鳍的精确研究带来了很大困难。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型设计了一种复合型的波动鳍动力单元，其不仅可实现鳍条的整体摆动，同时可进行鳍条的独立变形运动，从而使仿生鱼鳍能实现摆动、波动和各种复杂的三维运动，能为仿生鳍的研究提供更准确的试验数据。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种复合型的波动鳍动力单元，由动力机构和鳍条组成，其特征在于：所述动力机构包括定位基座，定位基座中设置有两并行布局的工作滑轨，工作滑轨中安装一可沿其左右滑动的滑块；所述滑块的上端设置有小滚轮与一动力凸轮相抵连接，滑块的下端与基座之间设置有复位弹簧而使复位弹簧、滑块和动力凸轮形成动配合关系，同时滑块外侧活动铰接一摇臂，摇臂的另一端伸出基座并与一转台上的偏心转轴活动铰接，转台的中心活动定位在一转轴上，转台的另一侧设有一连接凸起，连接凸起上设有一安装槽，安装槽中连接着可进行独立变形的所述鳍条。
进一步的，上述鳍条由弹性基体和形状记忆合金丝组成，所述形状记忆合金丝围绕弹性基体周边设置，形状记忆合金丝通过若干卡扣与弹性基体固连在一起；所述转台背面设置有驱动电源和驱动模块，所述驱动模块与所述形状记忆合金丝连接。
进一步的，上述转台上的偏心转轴有多个，各偏心转轴在转台上间隔分布。
进一步的，上述滑块两侧设置有连接凸起与工作滑轨活动连接。
进一步的，上述动力凸轮由驱动电机带动运转，所述驱动电机固定安装在一固定板上；所述转台转轴与所述固定板连接。
在工作中，驱动电机带动动力凸轮转动，进而在复位弹簧、滑块和动力凸轮的动配合作用下，实现滑块沿基座的工作滑轨上下摆动，而滑块的上下摆动将通过摇臂带动转台正反转动，从而实现转台另一侧上鳍条的整体摆动。同时转台上的驱动模块可对鳍条的形状记忆合金丝加热，使形状记忆合金丝受热收缩，拉动弹性基体产生弯曲变形，实现鳍条的独立变形。
综上，本实用新型结合机电系统的高速度和智能材料的柔顺性于一体，即可实现仿生鱼鳍鳍条的整体摆动，也可实现鳍条的独立变形。当多个此动力单元直线分布，并在鳍条上覆盖以弹性薄膜，即可形成完整的仿生波动鳍，并通过各个动力单元的配合运动，能完全实现仿生鱼鳍的摆动、波动和各种复杂的三维运动，可为仿生鳍的研究提供更准确更广泛的试验数据。
附图说明
图1、本实用新型的立体结构示意图；
图2、本发明另一角度的立体结构示意图；
图3、本实用新型鳍条的结构示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，一种复合型的波动鳍动力单元，由动力机构1和鳍条2组成。
所述动力机构1包括定位基座11，定位基座11中设置有两并行布局的工作滑轨111，工作滑轨111中安装一可沿其左右滑动的滑块12。在本实施例种，所述滑块12两侧设置有连接凸起（图中未视）与工作滑轨111活动连接。
所述滑块12的上端设置有小滚轮121与一动力凸轮13相抵连接。所述动力凸轮13由一驱动电机14带动，驱动电机14直接定位在一固定板15上。所述滑块12的下端与基座11之间设置有复位弹簧16而使复位弹簧16、滑块12和动力凸轮13形成动配合连接关系。
所述滑块12外侧活动铰接一摇臂17，摇臂17的另一端伸出基座11并与一转台18上的偏心转轴182活动铰接。在此，为能获得不同的摆动角度和摆动速度，转台18上不同位置设计若干个偏心转轴182，当摇臂17活动连接于不同偏心转轴182时，即可实现转台18的最大转角和转速调节。
所述转台18的中心活动定位在一转轴19上，转轴19的后端与所述固定板15连接。转台18的另一侧设有一连接凸起181，连接凸起181上设有一安装槽1811，安装槽1811中连接着所述鳍条2。
所述鳍条2由弹性基体21和形状记忆合金丝22组成，所述形状记忆合金丝22围绕弹性基体21周边设置，形状记忆合金丝22通过若干卡扣221与弹性基体21固连在一起。所述转台16背面设置有电源3和驱动模块4，电源3为驱动模块4提供电力，驱动模块4与所述形状记忆合金丝22连接。
在工作中，驱动电机带动动力凸轮13转动，并通过复位弹簧16、滑块12和动力凸轮13三者间的动配合关系，实现滑块12沿基座11工作滑轨111上下摆动，而滑块11的上下摆动将通过摇臂17带动转台18正反转动，进而实现转台18另一侧上鳍条2的整体摆动。
同时转台18上的驱动模块4可对鳍条2中的形状记忆合金丝22进行加热，使形状记忆合金丝22受热收缩，进而拉动弹性基体21产生弯曲变形，实现鳍条2的独立变形。而当驱动模块4停止工作，形状记忆合金丝22逐渐冷却而再次伸缩，弹性基体21将在自身回复力的作用下恢复到初始状态。
综上，本实用新型结合机电系统的高速度和智能材料的柔顺性于一体，即可实现仿生鱼鳍鳍条2的整体摆动，也可实现鳍条2的独立变形。当多个此动力单元直线分布，并在鳍条上覆盖以弹性薄膜，即可形成完整的仿生波动鳍，并通过各个动力单元的配合运动，实现仿生鱼鳍的摆动、波动和各种复杂的三维运动，可为仿生鳍的研究提供更准确更广泛的试验数据。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施方式，并非对发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化或修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种复合型的波动鳍动力单元，由动力机构和鳍条组成，其特征在于：所述动力机构包括定位基座，定位基座中设置有两并行布局的工作滑轨，工作滑轨中安装一可沿其左右滑动的滑块；所述滑块的上端设置有小滚轮与一动力凸轮相抵连接，滑块的下端与基座之间设置有复位弹簧而使复位弹簧、滑块和动力凸轮形成动配合关系，同时滑块外侧活动铰接一摇臂，摇臂的另一端伸出基座并与一转台上的偏心转轴活动铰接，转台的中心活动定位在一转轴上，转台的另一侧设有一连接凸起，连接凸起上设有一安装槽，安装槽中连接着可进行独立变形的所述鳍条。
2.如权利要求1所述的一种复合型的波动鳍动力单元，其特征在于：所述鳍条由弹性基体和形状记忆合金丝组成，所述形状记忆合金丝围绕弹性基体周边设置，形状记忆合金丝通过若干卡扣与弹性基体固连在一起；所述转台背面设置有驱动电源和驱动模块，所述驱动模块与所述形状记忆合金丝连接。
3.如权利要求1或2所述的一种复合型的波动鳍动力单元，其特征在于：所述转台上的偏心转轴有多个，各偏心转轴在转台上间隔分布。
4.如权利要求1或2所述的一种复合型的波动鳍动力单元，其特征在于：所述滑块两侧设置有连接凸起与工作滑轨活动连接。
5.如权利要求1或2所述的一种复合型的波动鳍动力单元，其特征在于：所述动力凸轮由驱动电机带动运转，所述驱动电机固定安装在一固定板上；所述转台转轴与所述固定板连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN108386329A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-08-10 | 西安电子科技大学 | 一种形状记忆合金驱动的转动机构 |
| CN111422334A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 西安交通大学 | 一种仿生波动鳍推进的水下多用途机器人 |
| CN114056520A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-02-18 | 华中科技大学 | 一种自供能漂浮式仿生海洋探测龟 |
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2016
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