本发明专利技术属于电磁驱动领域，具体涉及一种用于水中的仿生摆动驱动装置，包括驱动部与摆动部，所述驱动部内部包括电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部包括电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部可以手动地从驱动部中插入或移除，所述摆动部与所述驱动部通过磁场作用活动连接，所述摆动部在插入所述驱动部时在所述磁场作用下能够自动进入摆动居中位置并完成所述摆动部和所述驱动部的连接。具有连接便捷、装配简单、防水可靠性高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种摆动驱动装置的自动回正连接结构
本专利技术涉及电磁驱动领域，具体涉及一种摆动驱动装置的自动回正连接结构。
技术介绍
目前仿生机器鱼研究是国内外水下机器人研究的热点，大部分都采用电机驱动的模式，也有一些研究机构采用形状记忆合金、压电陶瓷等智能材料作为驱动元件。如：美国MIT研制的RoboTuna和后续的仿鱼推进器，日本运输省船舶技术研究所研制的PF系列机器鱼，英国Essex大学研制的仿生机器鲤鱼，以及美国西北大学研制的波动鳍推进器等。国内的仿生机器鱼主要有北京大学的机器鱼和仿生海豚、中科院自动化所的仿生机器鱼、北京航空航天大学的SPC系列潜水器、哈尔滨工程大学的仿生蓝鳍金枪鱼和哈尔滨工业大学的形状记忆合金仿生乌贼以及中国科学技术大学的仿生机器鱼和形状记忆合金仿生鱼鳍。上述方案中，采用电机驱动的结构具有体积大和能耗高等缺点，不适于微型仿生机器鱼，进而限制了微型仿生机器鱼的研究和推广。而现有的电磁驱动结构结构复杂，摆动部件穿设于电磁驱动结构的内部，导致驱动结构需要做复杂的防水处理，制造加工难度大，制造成本高昂，也限制了微小型仿生机器鱼的推广。在专利库中，如CN103950525A，公开了一种低能耗仿生机器鱼的磁动力推进机构，包括本体即磁动力尾鳍，所述磁动力尾鳍包括U型连接架，磁感应线圈，强磁摆子和新月形柔性尾鳍，所述磁感应线圈由丝包线缠绕在PVC筒管上形成的，所述强磁摆子采用两个圆形的强磁永磁体吸合安装在旋转轴的中心位置上，所述旋转轴的两端安装在两个小轴承上，且所述旋转轴的末端通过卡销把所述小轴承内圈锁住，所述U型连接架将鱼身与所述新月形柔性尾鳍连接，所述新月形柔性尾鳍由尾柄和鳍面组成。但其摆动驱动结构结构仍然复杂需要轴承等连接部件，电磁线圈将浸没于水中，存在电路浸水的风险。又如CN102267552A，公开了一种仿生鱼的仿生驱动与控制方法，其包括以下步骤：1)设置一密封的鱼身体，及一可相对该身体摆动的鱼尾；2)在身体两侧对应线圈的位置各设置一粒磁石，当线圈充电时一边产生吸力一边产生推力；3)供电给线圈，通过控制供电的电流方向和通断时间长度的变化，来控制鱼尾摆动，实现前进或转弯。本专利技术还提供了一种采用上述方法的仿真鱼，其包括可相对摆动的一鱼身体组件和鱼尾部组件，在该身体组件1中设置有一驱动控制电路；在身体组件包括一左侧壳体和右侧壳体，其中各装有一粒磁石，两粒磁石相对面的极性相同；通过变化的磁场与磁石的相互作用，推动尾部产生摆动作用，进而推动整个身体前进。其摆动结构同样需要做复杂的防水才能保证水不会经过摆动结构进入电路腔体。此外，摆动驱动部件连接结构复杂，不易更换维修。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供用于水中的电磁仿生摆动驱动装置，并简化制造难度与制造成本、操作灵活、运行方便。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案为：一种摆动驱动装置的自动回正连接结构，包括驱动部与摆动部，所述驱动部内部包括电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括用于产生恒定磁场和/或变化磁场的电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部包括用于致动的电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部与所述驱动部通过磁场作用活动连接，所述摆动部可以手动地从驱动部中移除，所述摆动部在插入所述驱动部时在所述磁场作用下能够自动进入摆动居中位置并完成所述摆动部和所述驱动部的连接。可选地，所述摆动部中用于致动的电磁感应线圈和/或永磁体也能产生产生恒定磁场和/或变化磁场。可选地，所述驱动部包括壳体，所述壳体包括防水空间和非防水空间，所述摆动部在所述非防水空间与所述驱动部连接。可选地，所述电磁驱动装置整体位于所述防水空间内。可选地，所述摆动部部分位于所述非防水空间内。可选地，所述摆动部的永磁体以及所述电磁驱动装置的永磁体可以采用厚度充磁，径向充磁铁、轴向充磁、轴向多级充磁或周向充磁的方式加工制造。作为优选，所述摆动部的永磁体采用径向充磁的圆柱形磁铁，所述驱动部的永磁体采用轴向充磁的圆柱形磁铁。可选地，所述驱动部包括电池、电路板、固定支架以及一个或多个电磁感应线圈和/或永磁体。作为优选，所述电磁驱动装置包括至少一个电磁感应线圈和至少两个永磁体。可选地，作为优选，所述致动部的永磁体的数量为一个。可选地，所述驱动部的永磁体为两个轴向充磁圆柱形磁铁，采用平行并列排布，其南北磁性的关系可以相反或相同，优选相反。可选地，所述致动部的永磁铁采用径向充磁的圆柱形磁铁，径向圆柱形磁铁采用一侧具有缺口的中空圆柱形结构，所述摆动件的摆动本体通过相匹配的形状固定于所述具有缺口的中空圆柱形结构内。此外，本专利技术还提供一种仿生机器人，包括主机体，所述主机体包括至少一个摆动驱动装置，所述摆动驱动装置通过如前述述任一一种的摆动驱动装置的连接结构与所述主机体连接。有益效果：本专利技术的驱动结构具有以下有益效果：1、相对于电机驱动，本专利技术采用电磁驱动具有驱动结构可小型化、重量轻、功耗低，加工制造难度低，成本低廉等优点；2、相对于传统的电磁驱动结构，本专利技术中摆动部通过磁场作用与驱动部活动连接，并且所述摆动部可以手动地从驱动部中插入或移除，组装方便，方便后期改进以及模块化生产加工。此外本专利技术摆动部无需穿设于防水空间内部，这样整个电磁驱动部件的可以安置于一个整体的防水结构内，无需针对摆动件的驱动部分进行防水处理，进一步降低了生产加工的难度，降低了成本，更容易制造推广。由于本专利技术的电磁驱动结构仅需要一个整体的防水结构将电磁驱动部纳入其中，摆动件的连接不会穿设防水结构，防水的可靠性高，不用管担心活动部件导致防水结构失效的问题；3、本专利技术通过构建合理的磁场相互关系，实现初始状态摆动部与驱动部自动居中连接，安装简便，操作方便；附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。图1为本专利技术实施例提供的一种驱动结构的正视图示意图。图2为本专利技术实施例提供的一种摆动驱动装置的自动回正连接结构手动移除摆动部的示意图。图3为本专利技术实施例提供的一种驱动结构内部剖面二维结构示意图（对应图1中心线剖面）。图4为本专利技术实施例提供的一种驱动结构内部磁性元件布局结构示意图。图5为本专利技术实施例提供的一种驱动结构摆动部致动永磁体结构示意图。图6为本专利技术实施例提供的一种磁性自动回正结构磁场示意图。图7为本专利技术实施例提供的另一种磁性自动回正结构磁场示意图。附图标记：1-驱动部，2-摆动部，3-防水空间，4-非防水空间，5-电磁驱动装置，6-电磁感应线圈，7-防水结构，8-线圈永磁体，9-致动永磁体，10-摆动部接头，11-摆动部本体，12-第一永磁体，13-第二永磁体。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种摆动驱动装置的连接结构，其特征在于，包括驱动部与摆动部，所述驱动部内部包括电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括用于产生恒定磁场和/或变化磁场的电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部包括用于致动的电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部与所述驱动部通过磁场作用活动连接，所述摆动部可以手动地从驱动部中移除，所述摆动部在插入所述驱动部时在所述磁场作用下能够自动进入摆动居中位置并完成所述摆动部和所述驱动部的连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种摆动驱动装置的连接结构，其特征在于，包括驱动部与摆动部，所述驱动部内部包括电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括用于产生恒定磁场和/或变化磁场的电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部包括用于致动的电磁感应线圈和/或永磁体，所述摆动部与所述驱动部通过磁场作用活动连接，所述摆动部可以手动地从驱动部中移除，所述摆动部在插入所述驱动部时在所述磁场作用下能够自动进入摆动居中位置并完成所述摆动部和所述驱动部的连接。
2.根据权利要求1所述的摆动驱动装置的连接结构，其特征在于，所述摆动部中用于致动的电磁感应线圈和/或永磁体也能产生产生恒定磁场和/或变化磁场。
3.根据权利要求1所述的摆动驱动装置的连接结构，其特征在于，所述驱动部包括壳体，所述壳体包括防水空间和非防水空间，所述摆动部在所述非防水空间与所述驱动部连接；所述电磁驱动装置位于所述防水空间内。
4.根据权利要求1所述的摆动驱动装置的连接结构，其特征在于，所述摆动部的永磁体以及所述电磁驱动装置的永磁体采用厚度充磁，径向充磁铁、轴向充磁、轴向多级充磁或周向充磁的方式加工制造。
5.根据权利要求1-4所述的摆动驱动装置的连接结构，其特征在于，所述电磁驱动装置包括至...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡林江，马泽利，熊飞，蔡岸，张湖川，
申请(专利权)人：诺非北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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