一种仿生鱼尾桨制造技术

本发明专利技术一种仿生鱼尾桨，利用波纹管的弯曲特性结合摆节以及支撑装置和驱动装置，使得波纹管在动力装置的驱动下实现往复摆动。本技术方案中摆节起到类似椎骨的结构，利用波纹管自身的波浪状凸起进行弯曲，因而不存在轴承结构，从而大幅提高本装置的运行可靠性。由于波纹管制造工艺成熟已经广泛应用，所以基于波纹管的仿生鱼尾桨，其制造成本低、结构简单、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生鱼尾桨
本专利技术涉及一种潜水推进装置，本专利技术具体涉及一种仿生鱼尾桨。其中潜水是包括部分潜入水中的水面推进装置以及全部潜入水中的推进装置。
技术介绍
仿生鱼尾推进装置由于其控制灵活，驱动效率高，在机械推进领域的使用越来越普遍。目前仿生鱼尾桨的驱动方式中，通过线牵引的方式结构较为简单、可靠性高，因而具有较高的市场前景。授权公告号CN102815388线驱动多关节仿生鱼尾水下推进装置及其仿生机构，由于采用了多关节刚体椎骨，并通过设置在各个椎骨先后两端的铰孔与插销相互锁定，并结合鱼尾型卡板连接各个椎骨由此构成链状结构，然后利用驱动线的协调控制使得鱼尾型卡板实现鱼尾的往复摆动由此产生推力。这种结构虽然能够模仿鱼类的游动姿态，但是其复杂的刚体椎骨连接方式使得可靠性降低，如果要实现类似于鱼的游动姿态就必须增加关椎骨数量，从而增加了制造难度，并且随着椎骨数量的增加其制造成本也会显著升高。
技术实现思路
为了解决上述问起，本专利技术提供一种仿生鱼尾桨，其弯曲结构采用波纹管的技术方案。波纹管为外观呈波浪状凸起的管状物，分为全密封波纹管和非全密封波纹管两种。全密封结构的波纹管多是采用压力成型工艺在管道表面产生波纹结构。非全密封结构的波纹管的制造方法是将带状体螺旋地缠绕以形成管状物，带状体的宽度方向的端部彼此啮合从而构成螺旋结构，具体而言带状体的宽度方向端部的一端设置成钩状，另一端设置成倒钩状，并利用螺旋结构使两者相互啮合从而形成波浪状凸起的波纹结构，并且各个波浪状凸起的连接处并未完全密闭而是以滑动连接的方式固定各个波浪状凸起所以呈非全密封结构的波纹管。上述两种波纹管都是利用波纹结构使管道可以在一定范围内弯曲，这种结构的管道沿着管道的纵向能够承受较大的压力，而波纹管的横向能够在一定范围内自由弯曲，当超出该范围时具有一定的刚度可以起到很好的限位作用。由于管道自身可以任意弯曲从而省去了铰孔与销钉等类似轴和轴承的结构，以此提升了可靠性并大幅降低制造难度。当需要增加类似椎骨的结构数量时只需要增加波纹管的长度从而增加波纹结构的数量就能实现，成本更低。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种仿生鱼尾桨，其特征在于，包括：波纹管、摆节、支撑装置和驱动装置，所述波纹管为具有多个波纹结构的管状体，所述摆节为沿着波纹管长度方向排列的多个分体结构，所述支撑装置设置在摆节上，其通过连接多个摆节为连接的摆节提供支撑力的装置，以阻止波纹管在该方向上弯曲，所述驱动装置设置在摆节上，其通过连接多个摆节为连接的摆节提供摆节摆动的驱动力，从而使波纹管在该方向上弯曲。所述仿生鱼尾桨，其特征在于，还包括尾鳍和安装座，所述尾鳍设置在波纹管的一端，所述安装座设置在波纹管的另一端。所述波纹管为带状体被螺旋地缠绕以形成管状体，带状体的宽度方向的端部彼此啮合从而构成波纹结构，具体而言带状体的宽度方向端部的一端设置成钩状，另一端设置成倒钩状，并利用螺旋结构使两者相互啮合从而形成波纹管。所述驱动装置由两组控制机构，分别设置在摆节的左右两侧，并利用动力装置改变任意相邻的两个摆节之间左右两侧的间距，以实现波纹管在动力装置的作用下左右摆动。所述控制机构由驱动线构成，所述驱动线沿着波纹管的长度方向设置且穿过相应的摆节，所述驱动线一端设置在尾鳍附近，另一端与产生驱动力的动力装置连接。所述摆节设置在波纹管管道内的波纹结构上或设置在波纹管管道外的波纹结构上。所述支撑装置由背鳍构成，多个摆节通过背鳍连接成可弯曲的整体，并利用背鳍结构为相互连接的摆节提供支撑力，使得相邻两个摆节在该方向不发生位移。所述支撑装置由设置在相邻摆节之间的支撑线构成，所述支撑线沿着波纹管的长度方向设置，使得相邻两个摆节在该方向不发生位移。所述尾鳍或安装座至少固定有波纹管端口附近相邻的两个波纹结构。本专利技术一种仿生鱼尾桨利用波纹管的弯曲特性结合摆节以及支撑装置和驱动装置，使得波纹管在动力装置的驱动下实现往复摆动。现有技术的仿生鱼尾桨大都利用轴和轴承的结构实现弯曲，在快速摆动时产生的冲击负荷不利于轴承的可靠运行。而本专利技术的技术方案中摆节起到类似椎骨的结构，利用波纹管自身的波浪状凸起进行弯曲不存在轴承结构，从而大幅提高本装置的运行可靠性。由于波纹管制造工艺成熟已经广泛应用，所以基于波纹管的仿生鱼尾桨，其制造成本低、结构简单、可靠性高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。显而易见地，下面描述的附图仅仅为本专利技术的一部分实施例，对于本领域的技术人员来讲，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，这些附图也在本专利技术的保护范围之内。图1是本专利技术方案一摆节设置在波纹管管道内的仿生鱼尾桨结构示意图。图2是本专利技术方案一沿着两根支撑线所在平面的剖面俯视图。图3是本专利技术方案一沿着两根驱动线所在平面的剖面内部结构立体图。图4是图2中A的结构示意图。图5是图3中B的结构示意图。图6是本专利技术方案二摆节设置在波纹管管道外的仿生鱼尾桨结构示意图。图中附图标记的含义：1-安装座、2-波纹管、3-尾鳍、4-驱动线、5-安装孔、6-摆节、7-支撑线、8-固定柱、9-背鳍。具体实施方式由于全密封波纹管的弯曲是基于材料在波纹结构处的弹性变形实现的，在交变负荷状态下由于目前材料技术的限制其使用寿命受到严重影响。而非全密封结构的波纹管的制造方法是将带状体螺旋地缠绕以形成管状体，带状体的宽度方向的端部彼此啮合从而构成螺旋结构，具体而言带状体的宽度方向端部的一端设置成钩状，另一端设置成倒钩状，并利用螺旋结构使两者相互啮合从而形波浪状凸起结构。如图4、5所示相邻的两个波纹结构是通过剖面为钩状和倒钩状结构相互啮合的，在波纹管弯曲时两者之间是通过相对滑动来实现，因而其应对波纹管往复摆动时的交变负荷的能力更强。由于仿生鱼尾桨的工作条件是潜入水中或部分潜入水中，水作为降温材料可以有效降低由于波纹管往复摆动时，各个波纹结构滑动摩擦产生的热量，因而不存在摩擦升温使钩状结构变形的问题。由于钩状和倒钩状结构相互接触的位置附近的水可以作为润滑剂进一步降低摩擦系数，从而有利于仿生鱼尾桨在水下长期可靠运行。因而本专利技术采用非全密封结构的波纹管作为优选方案结合附图和实施例作进一步阐述。实施例一如图1、2、3所示，本实施例为摆节6设置在波纹管2内部的实施例。图中安装座1设置在波纹管2的顶部，尾鳍3主体为片状结构设置在波纹管2的底部。整个仿生鱼尾桨通过安装座1以及设置在安装座1上的安装孔5结合螺栓结构整体固定在船体上。利用设置在波纹管2和安装座1内部的驱动线4使仿生鱼尾桨实现左右摆动。如图2所示，在波纹管2和安装座1内部不仅设置有驱动线4还设置有支撑线7和摆节6。摆节6与安装座1和尾鳍3利用与波纹管2波浪状凸起结构相适应的波纹结构，结合螺栓或粘合剂固定在波纹管2内的指定位置，如图所示摆节6与安装座1和尾鳍3都至少固定有两个波纹管2的波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生鱼尾桨，其特征在于，包括：波纹管、摆节、支撑装置和驱动装置，所述波纹管为具有多个波纹结构的管状体，所述摆节为沿着波纹管长度方向排列的多个分体结构，所述支撑装置设置在摆节上，其通过连接多个摆节为连接的摆节提供支撑力的装置，以阻止波纹管在该方向上弯曲，所述驱动装置设置在摆节上，其通过连接多个摆节为连接的摆节提供摆节摆动的驱动力，从而使波纹管在该方向上弯曲。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生鱼尾桨，其特征在于，包括：波纹管、摆节、支撑装置和驱动装置，所述波纹管为具有多个波纹结构的管状体，所述摆节为沿着波纹管长度方向排列的多个分体结构，所述支撑装置设置在摆节上，其通过连接多个摆节为连接的摆节提供支撑力的装置，以阻止波纹管在该方向上弯曲，所述驱动装置设置在摆节上，其通过连接多个摆节为连接的摆节提供摆节摆动的驱动力，从而使波纹管在该方向上弯曲。


2.根据权利要求1所述的一种仿生鱼尾桨，其特征在于，还包括尾鳍和安装座，所述尾鳍设置在波纹管的一端，所述安装座设置在波纹管的另一端。


3.根据权利要求1所述的一种仿生鱼尾桨，其特征在于，所述波纹管为带状体被螺旋地缠绕以形成管状体，带状体的宽度方向的端部彼此啮合从而构成波纹结构，具体而言带状体的宽度方向端部的一端设置成钩状，另一端设置成倒钩状，并利用螺旋结构使两者相互啮合从而形成波纹管。


4.根据权利要求1所述的一种仿生鱼尾桨，其特征在于，所述驱动装置由两组控制机构，分别设置在摆节的左右两侧，并利用动力装置改变任意相邻的两个摆节之...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏秀芬，张瑞彬，
申请(专利权)人：夏秀芬，
类型：发明
国别省市：河北;13