本发明专利技术公开了一种基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置，驱动舵盘、驱动轴、转向舵盘依次同轴布置，驱动轴的一端固连在驱动舵盘上，转向轴与驱动轴平行；驱动轴的另一端与转向舵盘连接，且两者的旋转自由度互不影响；转向连杆的一端与转向舵盘固连，转向连杆的另一端与转向轴的一端固连，转向轴的另一端与转向辅助连杆的一端固连，转向辅助连杆的另一端套设在驱动轴上，且两者的旋转自由度互不影响；转向轴穿过驱动连杆的一端，驱动连杆的另一端与鳍条连接，且鳍条仅具有绕自身的旋转自由度，鳍条与波动鳍固连；偏心轮安装在驱动连杆中并能滑动，驱动轴穿过偏心轮。本发明专利技术能产生正弦波形和调整波动鳍角度，适用于水陆两栖工作。适用于水陆两栖工作。适用于水陆两栖工作。
【技术实现步骤摘要】
一种基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置
[0001]本专利技术涉及水下无人航行器领域，尤其涉及一种基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置。
技术介绍
[0002]海洋环境涵盖了地球三分之二的栖息地，对人类的生存和发展至关重要。传统方式往往采用有人驾驶车辆在此环境下作业，然而对载人航行器的依赖使人类在危险的栖息地作业时面临生命危险。当下无人航行器已经被证明是科学、军事和商业应用中最有前途和最有效的系统之一，一些无人航行器具备在挑战性、复杂、崎岖的地形和多样的环境中进行机动的能力，在监视、侦察、军事作战以及资源勘探、环境保护等领域中具有广泛的应用前景。
[0003]在无人航行器中，波动鳍航行器具备更高的水下推进效率且能够在陆地上推进，并易于进行水陆模式切换，而已知波动鳍航行器的推进装置往往存在以下问题：
[0004](1)波动鳍摆臂采用多舵机进行往复运动实现波动鳍波形形成，存在控制精度不够且波形不稳定现象，此外控制系统复杂且陆地上的承载能力差。
[0005](2)单个舵机驱动的波动鳍，常采用曲轴和曲柄四杆机构，小轴径一体式曲轴存在加工困难，分体式加工又面临零部件众多，难以保证曲轴精度和轴端的同轴度，从而影响了运动机构的精度；目前的波动鳍转向机构通常会直接调整两侧运动机构安装底板的角度，两侧底板不能顺利固定在外壳上，转向机构不稳定且增加了航行器壳体和密封设计的难度。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置，结构简单、易加工、易于控制、稳定性高且便于安装，解决了传统波动鳍推进技术中的运动和控制精度不够、结构复杂、安装困难等问题。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]一种基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置，包括：驱动舵盘、驱动轴、偏心轮驱动结构、波动鳍转向模块、波动鳍；所述波动鳍转向模块包括：转向舵盘、转向连杆、转向轴、转向辅助连杆；
[0009]所述驱动舵盘、驱动轴、转向舵盘依次同轴布置，驱动轴的一端固连在驱动舵盘上，转向轴与驱动轴平行布置，多个偏心轮驱动结构套设在驱动轴和转向轴上；驱动轴的另一端与转向舵盘连接，且驱动轴与转向舵盘的旋转自由度互不影响；所述转向连杆的一端与转向舵盘固连，转向连杆的另一端与转向轴的一端固连，转向轴的另一端与转向辅助连杆的一端固连，转向辅助连杆的另一端套设在驱动轴上，且驱动轴与转向辅助连杆的旋转自由度互不影响；
[0010]偏心轮驱动结构包括：驱动连杆、偏心轮、鳍条；驱动连杆的一端开设圆形通孔，转
向轴穿过该圆形通孔并与其共轴；驱动连杆的另一端与鳍条连接，且鳍条仅具有绕自身的旋转自由度，鳍条的安装方向与转向轴的轴线垂直，鳍条的扁平段与波动鳍固连；驱动连杆的中间段开设方形通孔，所述偏心轮能在方形通孔中滑动，所述偏心轮上开有通孔，所述驱动轴穿过该通孔并与其共轴。
[0011]进一步地，位于所述转向连杆和转向辅助连杆之间的驱动轴上轴向等间距布置有个键槽，n为大于等于2的自然数；键槽沿轴线顺时针依次等相位角α布置，所述键槽用于与偏心轮驱动结构固连。
[0012]进一步地，所述驱动连杆与转向轴之间设置滑动轴承，并通过定位轴套实现轴向限位；所述偏心轮与驱动连杆之间设置滑动轴承，用于减小摩擦；所述偏心轮与驱动轴之间通过定位轴套实现轴向限位。
[0013]进一步地，所述转向舵盘与转向连杆之间、转向连杆与转向轴之间、转向轴与转向辅助连杆之间、驱动轴与偏心轮之间采用键连接，起到传递扭矩和提高转动稳定性的作用。
[0014]进一步地，所述转向舵盘与驱动轴之间、转向辅助连杆与驱动轴之间设置滚动轴承，使驱动轴与转向舵盘的旋转自由度互不影响，驱动轴与转向辅助连杆的旋转自由度互不影响；转向轴与转向连杆之间、转向轴与转向辅助连杆之间、转向辅助连杆与驱动轴之间、转向舵盘与驱动轴之间均设置定位卡簧进行轴向限位，避免转向连杆与转向轴、转向辅助连杆与转向轴、转向辅助连杆与驱动轴、转向舵盘与驱动轴发生轴向滑动。
[0015]进一步地，所述波动鳍采用包括橡胶、硅胶在内的软材料。
[0016]进一步地，所述鳍条的扁平段上设置若干螺纹孔，波动鳍上对应位置开设通孔，波动鳍与鳍条之间通过螺栓螺母实现固连。
[0017]进一步地，所述驱动舵盘通过柱销螺丝与360
°
舵机的舵盘连接，用于带动驱动轴旋转；转向舵盘通过柱销螺丝与180
°
舵机的舵盘连接，用于改变偏心轮驱动结构的转向角度。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019](1)本专利技术采用的驱动电机或舵机少且功能齐全，既能产生正弦波形又能实现波动鳍角度调整，运动机构和控制系统均得到简化，应用于航行器时具备两栖推进能力，在无人航行器领域具有较大的应用潜力。
[0020](2)本专利技术采用了独特的偏心轮驱动结构驱动鳍条产生正弦波动，相比于曲柄四杆机构，结构更加简单，零部件数量更少，更加便于控制鳍条的摆动；偏心轮驱动结构中采用整根驱动轴代替了曲轴，不仅在小轴径推进装置加工方面更简单，而且推进装置的精度和强度得到提升，更能保证波动推进运动的稳定性。
[0021](3)本专利技术装置应用于波动鳍航行器时，由刚性的鳍条接触地面承受载荷，提高了航行器的承载能力。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的总体结构示意图。
[0023]图2是本专利技术的波动鳍转向模块结构示意图。
[0024]图3是本专利技术的偏心轮驱动结构示意图。
进行轴向限位。上述结构设计使转向舵盘2
‑
1、转向连杆2
‑
2、转向轴2
‑
5、转向辅助连杆2
‑
6之间不发生相对转动，提高转动稳定性。波动鳍转向模块2通过键连接传递扭矩，进而调节波动鳍3的角度。
[0032]如图3所示，偏心轮驱动结构1
‑
3包括：驱动连杆1
‑3‑
1、第一滑动轴承1
‑3‑
2、偏心轮1
‑3‑
3、第二滑动轴承1
‑3‑
4、鳍条1
‑3‑
5。驱动连杆1
‑3‑
1分为前中后三部分，前部分开设一圆形通孔，该圆形通孔内布置第一滑动轴承1
‑3‑
2，转向轴2
‑
5穿过该圆形通孔并与其共轴，并通过定位轴套5进行轴向限位。
[0033]驱动连杆1
‑3‑
1的中间部分开设有一个较大的方形通孔，作为偏心轮1
‑3‑
3的滑动槽，偏心轮1
‑3‑
3在滑动槽中滑动，并通过设置方形通孔的长度，使偏心轮1
‑3‑
3的滑动不会触及滑动槽的边缘；偏心轮1
‑3‑
3与驱动连杆1
‑3‑
1之间设置第二滑动轴承1
‑3‑
4，用于减小摩擦；偏心轮1
‑3‑
3的偏心位置开设有圆形通孔，该圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置，其特征在于，包括：驱动舵盘、驱动轴、偏心轮驱动结构、波动鳍转向模块、波动鳍；所述波动鳍转向模块包括：转向舵盘、转向连杆、转向轴、转向辅助连杆；所述驱动舵盘、驱动轴、转向舵盘依次同轴布置，驱动轴的一端固连在驱动舵盘上，转向轴与驱动轴平行布置，多个偏心轮驱动结构套设在驱动轴和转向轴上；驱动轴的另一端与转向舵盘连接，且驱动轴与转向舵盘的旋转自由度互不影响；所述转向连杆的一端与转向舵盘固连，转向连杆的另一端与转向轴的一端固连，转向轴的另一端与转向辅助连杆的一端固连，转向辅助连杆的另一端套设在驱动轴上，且驱动轴与转向辅助连杆的旋转自由度互不影响；偏心轮驱动结构包括：驱动连杆、偏心轮、鳍条；驱动连杆的一端开设圆形通孔，转向轴穿过该圆形通孔并与其共轴；驱动连杆的另一端与鳍条连接，且鳍条仅具有绕自身的旋转自由度，鳍条的安装方向与转向轴的轴线垂直，鳍条的扁平段与波动鳍固连；驱动连杆的中间段开设方形通孔，所述偏心轮能在方形通孔中滑动，所述偏心轮上开有通孔，所述驱动轴穿过该通孔并与其共轴。2.根据权利要求1所述的基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置，其特征在于，位于所述转向连杆和转向辅助连杆之间的驱动轴上轴向等间距布置有个键槽，n为大于等于2的自然数；键槽沿轴线顺时针依次等相位角α布置，所述键槽用于与偏心轮驱动结构固连。3.根据权利要求1所述的基于偏心轮驱动的波动鳍推进装置，其特征在于，所述驱动连杆与转向轴之间设置滑动轴承，并通过定位轴套实现轴向限位；所述偏心轮...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱品谕，杨帅，杨广胜，党鹏，吴大转，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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