CN2811163Y - 一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置 - Google Patents

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一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置是具有三个节点的仿鱼尾推进系统的机械传动装置，其构成包括蜗轮蜗杆副、偏心轮、滑动框架、拉杆、L型摆杆、固定半齿轮、传动齿轮组、摆杆、弹簧片和尾鳍。工作时，电机驱动蜗轮蜗杆副，并通过蜗轮带动偏心轮转动，进而带动滑动框架作直线往复运动，再经拉杆使L型摆杆绕其拐角处的铰链摆动，并在L型摆杆摆动的同时，固定半齿轮又迫使传动齿轮组转动，进而带动摆杆、弹簧片、尾鳍一起同向摆动。由于本实用新型具有三个节点，摆动非常接近鱼尾运动，并具有摆动对称性好、负荷能力强、运转可靠、密封方式适合水下环境等优点，可应用于仿生水下机器人的仿鱼尾推进系统和摆动尾鳍的水动力试验系统。

Description

一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置
技术领域
一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置是一种新型水下仿生机械，属水下推进装置。
背景技术
仿生水下机器人的关键技术之一是仿生运动的实现技术。仿鱼尾推进系统的特点是产生推力的主体为尾鳍，它在工作时往复摆动，频率不高，但水动力负荷非常大。国内外虽有多种仿生水下机器人试验样机见诸报道，但仿生运动的实现技术方面的资料较少，已公开的仿鱼类尾鳍运动的传动机构各不相同，一些机构十分复杂，运行可靠性不高，不利于工程应用，而另一些传动机构过于简单，不能很好地模仿鱼尾的运动。在国内已申请专利的相关技术中，单节点或双节点的传动机构过于简单，不能很好地模仿鱼类尾鳍的摆动运动，推进效率较低；多关节机器鱼内部类似链条机构，外部呈蛇形或鳗鱼状，全身参与摆动推进，有效载荷空间和负载能力极少，如作为仿生水下机器人的载体，则因装载仪器设备的能力而使其应用受到限制；柔性仿生鱼采用薄钢片制成鱼尾和尾部，在鱼尾端部两侧连接细钢丝，用拉紧和放松钢丝的方法实现鱼尾的摆动，但这种方法鱼尾和尾部之间的相位差不明显，影响推进效率。另外，上述专利技术都采用柔性材料实现水密，这对于水面机器鱼是可行的，而对于可深潜的水下机器人是不适用的，因为，深水压力将使柔性材料深陷，破坏整体造型，甚至影响内部的机械部分的正常工作。
发明内容
一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置是具有三个节点的仿鱼尾推进系统的机械传动装置，其主要构成包括蜗轮蜗杆副、蜗轮轴、偏心轮、滑动框架、滑道、拉杆、L型摆杆、固定半齿轮、传动齿轮组、摆杆、弹簧片和尾鳍。其中偏心轮位于一个矩形滑动框架内，偏心轮的直径与其一对内边的距离相等(另一对内边距离大于偏心轮的直径)，且与蜗轮蜗杆副的蜗轮轴固联。于是当蜗轮蜗杆副转动时，偏心轮可带动滑动框架在滑道上作往复直线运动。拉杆的一端与滑动框架固联，另一端与L型摆杆的短臂端部铰接。在L型摆杆的长臂上借助轴承装有一组用于调整转动方向、相互啮合的传动齿轮，它们均可自由转动。固定半齿轮的平直端面固定在水密舱壁上，中部与L型摆杆的拐角处铰接在一起，而齿廓部分与传动齿轮组内侧的齿轮啮合。摆杆的一端与L型摆杆长臂端部的齿轮固接在一起，并可与其一同绕该齿轮的轴相对于L型摆杆摆动，而摆杆的另一端借助弹簧片与尾鳍固接。
蜗轮蜗杆副、蜗轮轴、偏心轮、滑动框架、滑道安装于仿生水下机器人的水密舱内；L型摆杆、固定半齿轮、传动齿轮组、摆杆、弹簧片、尾鳍安装于水密舱的外壁上；拉杆穿过水密舱壁，用滑动密封元件密封。
工作时，电机驱动蜗轮蜗杆副，并通过蜗轮带动偏心轮转动，进而带动滑动框架作直线往复运动，再经拉杆使L型摆杆绕其拐角处的铰链摆动，并在L型摆杆摆动的同时，固定半齿轮又迫使传动齿轮组转动，进而带动摆杆、弹簧片、尾鳍一起同向摆动。这种“同向”摆动取决于传动齿轮组中齿轮的个数，应为奇数。在本实用新型中，取为3。摆杆摆动时，尾鳍随之摆动，但在水动力的作用下，弹簧片会产生变形，形成摆杆与尾鳍之间的相位差，这有利于提高尾鳍的推进效率。由于不必改变电机的转向就可实现尾鳍的往复摆动，所以该装置可靠性高，适于长时间工作。
传动装置中，可通过调整固定半齿轮和传动齿轮组的齿数改变摆杆的摆动幅度；可通过更换弹簧片来改变尾鳍的摆动相位差；亦可通过更换偏心轮来改变整个装置的摆动幅度。应用该传动装置时，仿生水下机器人的水密部分可设计成鱼体的前2/3部分。后1/3为摆动部分，可选用轻结构骨架加弹性蒙皮，骨架可支撑于L型摆杆和摆杆上。
该装置具有三个节点，摆动非常接近鱼尾运动，并具有摆动左右对称性好、对水动力负荷的承受能力强、长时间运转可靠性强、密封方式适合水下环境等优点，可应用于仿生水下机器人的仿鱼尾推进系统，也可应用于摆动尾鳍的水动力试验系统。
附图说明
图1一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置结构示意图
图2一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置安装示意图
具体实施方式
下面给出本实用新型的优选实施方式，并结合附图加以说明。
如图1所示，一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置是具有三个节点的仿鱼尾推进系统的机械传动装置，它包括蜗轮蜗杆副1、蜗轮轴2、偏心轮3、滑动框架4、滑道5、拉杆6、L型摆杆7、固定半齿轮8、传动齿轮组10、摆杆11、弹簧片12和尾鳍13。偏心轮3位于一个矩形滑动框架4之内，偏心轮3的直径与其一对内边的距离相等(另一对内边距离大于偏心轮的直径)，且与蜗轮蜗杆副1的蜗轮轴2固联，于是当蜗轮蜗杆副1转动时，偏心轮3可带动滑动框架4在滑道5上作往复直线运动。拉杆6一端与滑动框架4固联，另一端与L型摆杆7的短臂端部铰接。在L型摆杆7的长臂上借助轴承装有一组相互啮合的传动齿轮组10，它们均可自由转动。固定半齿轮8的平直端面固定在水密舱壁9上，中部与L型摆杆7的拐角处铰接在一起，而齿廓部分与传动齿轮组10内侧的齿轮啮合。摆杆11的一端与L型摆杆7的长臂端部的齿轮固接在一起，并可与该齿轮一同绕齿轮轴相对于L型摆杆7摆动，而摆杆11的另一端借助弹簧片12与尾鳍13固接。
如图2所示，蜗轮蜗杆副1、蜗轮轴2、偏心轮3、滑动框架4、滑道5安装于仿生水下机器人的水密舱内；L型摆杆7、固定半齿轮8、传动齿轮组10、摆杆11、弹簧片12、尾鳍13安装于水密舱壁9的外侧；拉杆6穿过水密舱壁9，并用滑动密封元件密封。
工作时，由电机驱动蜗轮蜗杆副1，蜗轮通过蜗轮轴2带动偏心轮3转动，进而带动滑动框架4作直线往复运动，再经拉杆6使L型摆杆7绕其拐角处的铰链摆动，并在L型摆杆7摆动的同时，固定半齿轮8又迫使传动齿轮组10转动，进而带动摆杆11、弹簧片12、尾鳍13一起同向摆动。这种“同向”摆动取决于传动齿轮组10中齿轮的个数，应为奇数。在本实用新型中，取为3。摆杆11摆动时，尾鳍13随之摆动，但在水动力的作用下，弹簧片12会产生变形，形成摆杆11与尾鳍13之间的相位差，这有利于提高尾鳍的推进效率。由于不必改变电机的转向就可实现尾鳍13的往复摆动，所以该装置可靠性高，适于长时间工作。
传动装置中，可通过调整固定半齿轮8和传动齿轮组10的齿数改变摆杆11的摆动幅度；可通过更换弹簧片12来改变尾鳍13的摆动相位差；亦可通过更换偏心轮3来改变整个装置的摆动幅度。应用该传动装置时，仿生水下机器人的水密部分可设计成鱼体的前2/3部分，后1/3为摆动部分，可选用轻结构骨架加弹性蒙皮，骨架可支撑于L型摆杆7和摆杆11上。
本实用新型具有三个节点，结构相对简单，非常接近鱼尾摆动，且摆动左右对称性好、对水动力负荷的承受能力强、长时间运转可靠性强、密封方式适合水下环境等优点，可应用于仿生水下机器人的仿鱼尾推进系统，也可应用于摆动尾鳍的水动力试验系统。

Claims (1)

1.一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置，其特征在于它包括蜗轮蜗杆副(1)、蜗轮轴(2)、偏心轮(3)、滑动框架(4)、滑道(5)、拉杆(6)、L型摆杆(7)、固定半齿轮(8)、传动齿轮组(10)、摆杆(11)、弹簧片(12)和尾鳍(13)；其中，偏心轮(3)位于一个矩形滑动框架(4)之内，偏心轮(3)的直径与其一对内边的距离相等，且与蜗轮蜗杆副(1)的蜗轮轴(2)固联；拉杆(6)一端与滑动框架(4)固联，另一端与L型摆杆(7)的短臂端部铰接；在L型摆杆(7)的长臂上借助轴承装有一组相互啮合的传动齿轮组(10)，它们均可自由转动；固定半齿轮(8)的平直端面固定在水密舱壁(9)上，中部与L型摆杆(7)的拐角处铰接在一起，而齿廓部分与传动齿轮组(10)内侧的齿轮啮合；摆杆(11)的一端与L型摆杆(7)的长臂端部的齿轮固接在一起，并可与该齿轮一同绕齿轮轴相对于L型摆杆(7)转动，而摆杆(11)的另一端借助弹簧片(12)与尾鳍(13)固接。
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Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101323365B (zh) * 2008-07-28 2010-06-16 中国人民解放军国防科学技术大学 液压驱动身体尾鳍方式仿生水下推进器
CN101456341B (zh) * 2007-12-12 2010-09-08 中国科学院自动化研究所 多模态仿生两栖机器人
CN102442404A (zh) * 2011-10-09 2012-05-09 邵波 一种水中行进器
CN104149955A (zh) * 2014-07-28 2014-11-19 江苏科技大学 基于行星轮系的仿胸鳍推进装置
CN104260864A (zh) * 2014-09-28 2015-01-07 江苏科技大学 一种仿尾鳍推进装置
CN104724269A (zh) * 2015-03-25 2015-06-24 江苏科技大学 一种空间机动尾摆推进装置
CN104859821A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 上海市南洋模范中学 一种仿鱼型的水下探测器
CN105436493A (zh) * 2016-01-13 2016-03-30 齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司 一种摆臂平衡及驱动机构
CN105539792A (zh) * 2015-12-12 2016-05-04 北京航空航天大学 一种具有换轴门式机构的凸轮绳驱动机器鱼尾摆动装置
CN105775083A (zh) * 2016-03-07 2016-07-20 北京大学 仿生机器鱼尾部摆动机构
CN105836083A (zh) * 2016-04-26 2016-08-10 哈尔滨工程大学 偏心轮传动的仿生鱼尾结构
CN106240775A (zh) * 2016-08-24 2016-12-21 合肥凌翔信息科技有限公司 一种自由移动的仿生鱼
CN106428491A (zh) * 2016-10-08 2017-02-22 郑志刚 非圆齿轮控制型旋转摆动翼鱼尾仿生推进器
CN107089314A (zh) * 2017-04-10 2017-08-25 安徽理工大学 一种新型仿生鱼尾推进装置
CN109533248A (zh) * 2018-10-30 2019-03-29 中国航天空气动力技术研究院 一种鱼形流体介质运动动力装置
CN109878673A (zh) * 2019-04-16 2019-06-14 大连海事大学 水中仿鱼尾推进系统及其使用方法
CN110901867A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 哈尔滨工程大学 一种基于齿轮连杆机构的仿生鱼尾
CN111365162A (zh) * 2020-04-09 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 扭转弹簧的摆板冲击式波浪能发电装置
CN112078769A (zh) * 2020-08-31 2020-12-15 天津大学 一种仿海豹尾部结构及运动的仿生推进装置
CN112318036A (zh) * 2020-11-16 2021-02-05 董继江 一种机械加工用对称盘式分隔连接装置
CN112502886A (zh) * 2020-11-04 2021-03-16 三峡大学 类鱼形状的流动水体嵌入微流元发电装置
CN113104188A (zh) * 2021-03-15 2021-07-13 江苏科技大学 一种仿生鱼推进装置及其控制方法
CN114919724A (zh) * 2022-03-15 2022-08-19 中国科学院自动化研究所 仿生肌腱驱动的机器鱼系统及运行控制方法

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101456341B (zh) * 2007-12-12 2010-09-08 中国科学院自动化研究所 多模态仿生两栖机器人
CN101323365B (zh) * 2008-07-28 2010-06-16 中国人民解放军国防科学技术大学 液压驱动身体尾鳍方式仿生水下推进器
CN102442404A (zh) * 2011-10-09 2012-05-09 邵波 一种水中行进器
CN104859821A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 上海市南洋模范中学 一种仿鱼型的水下探测器
CN104149955A (zh) * 2014-07-28 2014-11-19 江苏科技大学 基于行星轮系的仿胸鳍推进装置
CN104149955B (zh) * 2014-07-28 2016-05-11 江苏科技大学 基于行星轮系的仿胸鳍推进装置
CN104260864A (zh) * 2014-09-28 2015-01-07 江苏科技大学 一种仿尾鳍推进装置
CN104260864B (zh) * 2014-09-28 2016-06-08 江苏科技大学 一种仿尾鳍推进装置
CN104724269A (zh) * 2015-03-25 2015-06-24 江苏科技大学 一种空间机动尾摆推进装置
CN105539792A (zh) * 2015-12-12 2016-05-04 北京航空航天大学 一种具有换轴门式机构的凸轮绳驱动机器鱼尾摆动装置
CN105436493A (zh) * 2016-01-13 2016-03-30 齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司 一种摆臂平衡及驱动机构
CN105775083A (zh) * 2016-03-07 2016-07-20 北京大学 仿生机器鱼尾部摆动机构
CN105836083A (zh) * 2016-04-26 2016-08-10 哈尔滨工程大学 偏心轮传动的仿生鱼尾结构
CN105836083B (zh) * 2016-04-26 2018-04-17 哈尔滨工程大学 偏心轮传动的仿生鱼尾结构
CN106240775B (zh) * 2016-08-24 2018-01-19 合肥凌翔信息科技有限公司 一种自由移动的仿生鱼
CN106240775A (zh) * 2016-08-24 2016-12-21 合肥凌翔信息科技有限公司 一种自由移动的仿生鱼
CN106428491A (zh) * 2016-10-08 2017-02-22 郑志刚 非圆齿轮控制型旋转摆动翼鱼尾仿生推进器
CN107089314A (zh) * 2017-04-10 2017-08-25 安徽理工大学 一种新型仿生鱼尾推进装置
CN109533248A (zh) * 2018-10-30 2019-03-29 中国航天空气动力技术研究院 一种鱼形流体介质运动动力装置
CN109878673A (zh) * 2019-04-16 2019-06-14 大连海事大学 水中仿鱼尾推进系统及其使用方法
CN109878673B (zh) * 2019-04-16 2023-11-24 大连海事大学 水中仿鱼尾推进系统及其使用方法
CN110901867A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 哈尔滨工程大学 一种基于齿轮连杆机构的仿生鱼尾
CN111365162A (zh) * 2020-04-09 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 扭转弹簧的摆板冲击式波浪能发电装置
CN112078769B (zh) * 2020-08-31 2022-03-18 天津大学 一种仿海豹尾部结构及运动的仿生推进装置
CN112078769A (zh) * 2020-08-31 2020-12-15 天津大学 一种仿海豹尾部结构及运动的仿生推进装置
CN112502886B (zh) * 2020-11-04 2022-04-08 三峡大学 类鱼形状的流动水体嵌入微流元发电装置
CN112502886A (zh) * 2020-11-04 2021-03-16 三峡大学 类鱼形状的流动水体嵌入微流元发电装置
CN112318036A (zh) * 2020-11-16 2021-02-05 董继江 一种机械加工用对称盘式分隔连接装置
CN113104188A (zh) * 2021-03-15 2021-07-13 江苏科技大学 一种仿生鱼推进装置及其控制方法
CN113104188B (zh) * 2021-03-15 2022-04-15 江苏科技大学 一种仿生鱼推进装置及其控制方法
CN114919724A (zh) * 2022-03-15 2022-08-19 中国科学院自动化研究所 仿生肌腱驱动的机器鱼系统及运行控制方法
CN114919724B (zh) * 2022-03-15 2024-03-15 中国科学院自动化研究所 仿生肌腱驱动的机器鱼系统及运行控制方法

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