[发明专利]水下机器人仿鱼推进机构

说明书

本发明涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种水下机器人仿鱼推进机构，旨在解决现有技术中多关节模块串联的仿生鱼推进机构转动惯量大、运动效率低、可靠性差、使用寿命短的问题。本发明提供一种水下机器人仿鱼推进机构，包括顺次连接的驱动单元、腰关节单元、尾关节单元、尾鳍，驱动单元包括腰关节动力装置和尾关节动力装置，腰关节单元和尾关节单元内均设置有传动机构，腰关节动力装置、尾关节动力装置分别通过传动机构驱动腰关节单元、尾鳍往复摆动，本发明将动力装置布置于关节模块外，通过传动实现关节模块运动，提高了运动效率和灵活性，本发明不需要依靠电机频繁换向，极大地提高了推进机构的工作性能和可靠性，具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种水下机器人仿鱼推进机构。

背景技术

现有技术中，传统的水下机器人大多利用螺旋桨推进或者泵喷推进，存在着机动性差、噪声大、隐蔽性低的缺点。鱼类在水里游动的整体综合性能好，其机动性好、噪声小、效率高等特点受到了研究人员的青睐，仿生机器鱼作为仿生学与机电学高度发展相结合的产物，为高性能水下航行器的研制和应用提供了新的途径和技术手段。

然而，现有的仿生鱼推进机构大多采用多关节模块串联驱动方式，每个关节模块内均具有动力装置，其输出轴通过传动机构驱动下一关节模块运动。由于每个关节模块内都安装有动力装置，导致关节模块运动过程中，转动惯量大，运动僵硬，运动效率低。

现有技术中，水下机器人依靠各关节内部的动力装置控制各关节的运动，但水下机器人难以对其内部的多个动力装置同时控制，并且，现有的多关节模块仿生鱼推进机构大多依靠电机的正反转实现往复摆动，同时电机频繁正反转极大地降低了其工作性能和可靠性，同时减少了使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中多关节模块串联的仿生鱼推进机构存在的转动惯量大、运动僵硬、运动效率低、可靠性差、使用寿命短的问题，本发明提出了一种水下机器人仿鱼推进机构，包括顺次连接的驱动单元、腰关节单元、尾关节单元、尾鳍；

所述驱动单元包括腰关节动力装置和尾关节动力装置，所述腰关节动力装置、所述尾关节动力装置分别通过第一传动机构、第二传动机构与所述腰关节单元连接且连接端同轴设置；

所述腰关节单元包括腰关节前舱模块和腰关节后舱模块，所述腰关节前舱模块内设置有第三传动机构，所述腰关节后舱模块内设置有第四传动机构，所述尾关节单元内设置有第五传动机构；

所述第一传动机构与所述第三传动机构的第一连接端连接，所述第二传动机构与所述第三传动机构的第二连接端连接，所述第一连接端与所述第二连接端同轴设置；所述第四传动机构、所述第五传动机构、所述尾鳍依次连接于所述第三传动机构背离两个连接端的一端；

在所述腰关节动力装置的驱动下，所述第一传动机构将所述腰关节动力装置的回转运动转换为往复运动，并依次通过所述第三传动机构、所述第四传动机构传递给所述腰关节后舱模块，使其相对于所述腰关节前舱模块往复摆动；

在所述尾关节动力装置的驱动下，所述第二传动机构将所述尾关节动力装置的回转运动转换为往复运动，并依次通过所述第三传动机构、所述第四传动机构、所述第五传动机构传递给所述尾鳍，使其相对于所述尾关节模块往复摆动。

在一些优选技术方案中，所述第一传动机构和所述第二传动机构为曲柄摇杆机构。

在一些优选技术方案中，所述第三传动机构包括齿轮传动结构，所述齿轮传动结构包括多个外啮合的齿轮副和多个传动轴，多个传动轴包括与所述第一传动机构连接的第一传动轴以及与所述第二传动机构连接的第二传动轴。

在一些优选技术方案中，所述第一传动轴为空心轴，所述第二传动轴安装于所述第一传动轴的空心内，并与所述第一传动轴同轴设置。

在一些优选技术方案中，所述第一传动轴设置有锥形端，所述锥形端为所述第一连接端。