本实用新型专利技术公开了一种空间机动尾摆推进装置，包括K-H-V型直线型内摆线行星轮系、行星盘外接盘转动装置、空间球副杆系、机动控制机构及尾鳍方向控制机构。K-H-V型直线型内摆线行星轮系和空间球副杆系综合作用实现机器鱼尾部的摆动/拍动；行星盘外接盘转动装置带动行星盘转动，通过改变行星轮上的运动输出点在行星轮分度圆上的位置变换尾鳍连杆摆动/拍动的运动方向；机动控制机构带动活动机架旋转，实现机器鱼转弯机动和升潜；尾鳍方向控制机构控制尾鳍的击水角度，使尾鳍保持最佳击水角度。本实用新型专利技术实现鯵科模式和海豚模式游动自由切换，机构原理与结构组成简单，尾鳍运动无急回，适合应用为水下自动航行器的动力装置。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种仿生推进装置，具体来说，是指一种尾摆式仿生推进动力装置。
技术介绍
鱼类作为自然界进化的产物，其出色的游动能力日益受到国内外学者的关注。金枪鱼和海豚等水生动物高超的游泳能力是螺旋桨推进的船舶难以比拟的，其采用的尾鳍推进模式，被认为是效率最高、速度最快的推进模式，这种推进模式还被认为是未来水下自动航行器动力装置的最终设计目标，在复杂海洋环境下的海洋观测、军事监视、水下作业和水下救生等领域具有重大应用前景。经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号:CN 101301926B，公告日:2010.10.06，具有升潜模块和尾部模块的仿生机器鱼，该机器鱼通过升潜模块实现机器鱼的升潜，尾部模块的丝杠机构来输出往复移动，最终在连杆总成的作用下实现机器鱼的左右机动及推进，从而实现了机器鱼的空间机动；中国专利公开号:CN2011026625Y，公告日:2008.08.20，三维运动仿生机器鱼，该机器鱼通过尾部串联的舵机实现机器鱼的推进和左右机动，通过重心改变装置，改变机器鱼姿态，从而实现上升下潜。目前，采用尾鳍摆动推进模式的机器鱼大多运动模式大都难以灵活模拟鱼尾的运动；采用重心调节机构或类似于鱼体气囊的排水机构来实现机器鱼的升潜，推进和升潜采用分离的机构来实现，会降低空间利用率，加大机构的复杂性，可靠性也会降低。
技术实现思路
本技术旨在提供一种空间机动尾摆推进装置，以金枪鱼和海豚的尾鳍运动为原型，该装置能实现尾鳍摆动/拍动两种运动模式的灵活转换，并能在保持有效击水角度的基础上灵活变换尾鳍摆动/拍动的运动方向；同时活动机架转动装置可以改变尾鳍运动轴线的方向来产生不同方向的侧向力/升力，实现推进、转弯及升潜等运动特性；该装置采用的推进和升潜集成的推进模式，特别适合模仿尾鳍在垂直面内摆动的鲸、豚类运动。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种空间机动尾摆推进装置，其特征在于，由壳体、K-H-V型直线型内摆线行星传动装置、行星盘外接盘转动装置、空间球副杆系、尾鳍方向控制机构和机动控制机构组成。所述壳体由下壳体和上壳体连接而成。所述K-H-V型直线型内摆线行星传动装置包括电源、伺服电机、联轴器、行星架、行星轮和太阳轮；所述电源、伺服电机均与下壳体固连，伺服电机输出轴通过联轴器与行星架连接并提供转矩，所述行星轮安装在行星架的输出轴上，两者之间通过轴承连接，行星架带动行星轮公转，所述行星轮与固连在下壳体上的太阳轮内啮合，使行星轮产生自转；所述行星轮分度圆的直径为太阳轮分度圆直径二分之一。所述行星盘外接盘转动装置包括二号电源、二号控制器、压紧盖和四号舵机；所述行星轮内部设置有二号电源和二号控制器，所述压紧盖为圆形，所述压紧盖与行星轮的后端面固定连接，所述压紧盖上安装的四号舵机，所述四号舵机的输出盘与外接盘同轴线固连。所述空间球副杆系包括球头、伸缩连杆、压紧圈、橡胶；所述球头固连在外接盘上位于行星轮分度圆圆周上，所述伸缩连杆的一端与球头采用固定连接。所述尾鳍方向控制机构包括三号舵机和尾鳍，所述三号舵机的输出盘与尾鳍固连，所述三号舵机与伸缩连杆固连。所述机动控制机构包括一号舵机、二号舵机、一号电源、一号控制器和活动支架；所述一号电源安装在下壳体的固定位上，一号舵机安装于上壳体的固定位上，所述二号舵机通过配套固定支架与一号舵机的输出盘连接，所述二号舵机与一号舵机的输出轴线相互垂直，所述二号舵机控制活动支架在水平面内转动，所述一号舵机控制活动支架在垂直面内转动；所述二号舵机的输出盘为水平设置，所述活动支架由上杆和下杆组成，所述上杆和下杆的后端之间与固定板固定连接，所述固定板通过设有压紧圈压紧的橡胶与伸缩连杆靠近尾鳍部分连接，所述上杆的前端连接二号舵机的输出盘，所述下杆的前端与下壳体铰接连接。所述一号电源(21)和二号电源(25)为6V。还包括控制系统，控制系统有遥控端、接收端和总控制器组成，所述遥控端的命令通过无线信号发射，所述接收端接收遥控端的无线信号，并将无线信号传给总控制器，所述总控制器连接一号控制器和二号控制器，并将遥控端的命令传给一号控制器和二号控制器。从而实现对空间机动尾摆推进装置的无线遥控控制。所述壳体前端成纺锤状或椭球状，有利于减小前进时液体的阻力，由于纺锤状或椭球状为轴对称，能够保持运动过程中的平衡。所述壳体密闭的空间，所述伺服电机、一号电源、一号控制器、二号电源、二号控制器、电源、遥控端、接收端和总控制器设于密闭的壳体内。本技术的优点在于:1、本技术空间机动尾摆仿生推进装置通过直线型内摆线行星轮系、球副杆系和机动控制机构总成实现尾摆式仿鱼推进、转弯和升潜在尾鳍运动上的集成，结构简单、且运动无急回；2、本技术空间机动尾摆仿生推进装置通过安装于行星轮内部的舵机改变连接盘上球头的运动路径，实现尾鳍运动方向的灵活变换，辅以三号舵机调整尾鳍击水角度，可以实现两种推进模式(鰺科推进模式和海豚推进模式)的自由切换，可以应对不同水流流速、流向等外界环境的影响；3、本技术空间机动尾摆仿生推进装置中尾鳍摆动方向及击水角度均单独控制，便于在不同外界环境下调整找寻最佳组合，环境适应性强，可操纵性能高。【附图说明】图1为本技术仿生推进装置整体结构主视示意图。图2为本技术仿生推进装置整体结构俯视示意图。图3为本技术仿生推进装置直线型内摆线行星轮系安装示意图。图中:1 一下部壳体，2—上部壳体，3—伺服电机，4一联轴器，5—固定座，6—行星架，7一一号航机，8一二号航机，9一太阳轮，10一彳丁星轮，11 一外接盘，12一球碗，13一球头，14一伸缩连杆，15—活动支架，16—固定板，17—尾鳍，18—三号舵机，19一橡胶，20—压紧圈，21—一号电源，22—一号控制器，23一一号轴承，24一螺栓，25一二号电源，26—二号控制器，27—四号航机，28—压紧盖，29——■号轴承，30—总电源。①一壳体，②一K-H-V型直线型内摆线行星传动装置，③一行星盘外接盘转动装置，④一空间球副杆系，⑤一尾鳍方向控制机构，⑥一机动控制机构。【具体实施方式】下面将结合附图对本技术做进一步的详细说明；本技术一种空间机动尾摆推进装置，由壳体、K-H-V型直线型内摆线行星传动装置、行星盘外接盘转动装置、空间球副杆系、尾鳍方向控制机构和机动控制机构组成。包括下壳体1、上壳体2、总电源30、伺服电机3、联轴器4、行星架6、行星轮10、太阳轮9、一号电源21、一号控制器22、二号电源25、二号控制器26、压紧盖28、一号舵机7、二号舵机8、三号舵机18、四号舵机27、外接盘11、球碗12、球头13、伸缩连杆14、橡胶19、压紧圈20、活动支架15、尾鳍17。所述总电源30、伺服电机3均与下壳体I固连，伺服电机3输出轴通过联轴器4与行星架6连接并提供转矩，安装在行星架6上分度圆直径为太阳轮9分度圆直径二分之一的行星轮10与固连在下壳体I上的太阳轮9内啮合，形成K-H-V型直线型内摆线行星传动装置；所述行星轮10内部设置有二号电源25、二号控制器26，与行星轮10固定连接的压紧盖28上安装的四号舵机27的输出盘与外接盘11同轴线固连，形成行星轮外接盘转动装置；这种特殊的K-H-V型直线型内摆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空间机动尾摆推进装置，其特征在于，由壳体、K‑H‑V型直线型内摆线行星传动装置、行星盘外接盘转动装置、空间球副杆系、尾鳍方向控制机构和机动控制机构组成；所述壳体由下壳体(1)和上壳体(2)连接而成；所述K‑H‑V型直线型内摆线行星传动装置包括总电源(30)、伺服电机(3)、联轴器(4)、行星架(6)、行星轮(10)和太阳轮(9)；所述总电源(30)、伺服电机(3)均与下壳体(1)固连，伺服电机(3)输出轴通过联轴器(4)与行星架(6)连接并提供转矩，所述行星轮(10)安装在行星架(6)的输出轴上，行星轮(10)与行星架(6)的输出轴之间通过轴承(23)连接，行星架(6)带动行星轮(10)公转，所述行星轮(10)与固定在下壳体(1)上的太阳轮(9)内啮合，使行星轮(10)产生自转；所述空间球副杆系包括球头(13)、伸缩连杆(14)、压紧圈(20)、橡胶(19)；所述球头(13)固连在外接盘(11)上位于行星轮(10)分度圆圆周上，所述伸缩连杆(14)的一端与球头(13)采用固定连接；所述尾鳍方向控制机构包括三号舵机(18)和尾鳍(17)，所述三号舵机(18)的输出盘与尾鳍(17)固连，所述三号舵机(18)与伸缩连杆(14)固连；所述机动控制机构包括一号舵机(7)、二号舵机(8)、一号电源(21)、一号控制器(22)和活动支架(15)；所述一号电源(21)安装在下壳体(1)的固定位上，一号舵机(7)安装于上壳体(2)的固定位上，所述二号舵机(8)与一号舵机(7)的输出盘连接，所述二号舵机(8)的输出轴线与一号舵机(7)的输出轴线相互垂直；所述二号舵机(8)的输出盘为水平设置，所述二号舵机(8)控制活动支架(15)在水平面内转动，所述一号舵机(7)控制活动支架(15)在垂直面内转动；所述活动支架(15)由上杆和下杆组成，所述上杆和下杆的后端之间通过固定板(16)固定连接，所述固定板(16)通过设有压紧圈(20)压紧的橡胶(19)与伸缩连杆(14)靠近尾鳍(17)部分连接，所述上杆的前端连接二号舵机(8)的输出盘，所述下杆的左端与下壳体(1)球铰接连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王淑妍，王新国，朱君，唐文献，朱永梅，李钦奉，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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