一種面積可控的水下仿生推進(jìn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠控制水下機(jī)器仿生推進(jìn)裝置面積變化，從而提高推進(jìn)性能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]仿生潛航器所處的水下環(huán)境極其復(fù)雜，具體表現(xiàn)在:(I)水下環(huán)境是一種三維環(huán)境，具有山川、珊瑚、洞穴以及水草等障礙，因此對(duì)于水下仿生潛航器的機(jī)動(dòng)性能提出了很高的要求；(2)水中環(huán)境流動(dòng)比較復(fù)雜，對(duì)于河流來(lái)說(shuō)，既存在固定水流方向，同時(shí)也存在暗流和漩渦，對(duì)于海水來(lái)說(shuō)，還有較大的風(fēng)浪和潮汐。因此仿生潛航器需要具有較高的推進(jìn)速度和推進(jìn)力來(lái)防止被困以及突防。
[0003]在如此復(fù)雜的水下環(huán)境下，水下仿生潛航器要具備高速推進(jìn)能力來(lái)完成高效長(zhǎng)航程巡游、高速巡航、突防機(jī)動(dòng)、穩(wěn)定作業(yè)等多種任務(wù)，傳統(tǒng)的固定面積的仿生推進(jìn)裝置很難達(dá)到最佳推進(jìn)性能要求。
[0004]仿生推進(jìn)裝置面積的變化會(huì)影響到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)要求以及推進(jìn)性能。一般情況下，推進(jìn)裝置的面積越大，所產(chǎn)生的力就會(huì)越大。仿生推進(jìn)裝置在每個(gè)周期的擺動(dòng)時(shí)，會(huì)給水一個(gè)作用力，而水則會(huì)給仿生推進(jìn)裝置反作用力，這個(gè)反作用力在拍動(dòng)周期的某些階段與機(jī)器人行進(jìn)方向相同，在某些階段則與機(jī)器人行進(jìn)方向相反。傳統(tǒng)的水下仿生機(jī)器人推進(jìn)裝置面積都是固定的，這樣的裝置在機(jī)器人每個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)中只能保持單一面積，而推進(jìn)裝置每個(gè)周期的擺動(dòng)中，水給推進(jìn)機(jī)構(gòu)的反作用力與面積成比例，其對(duì)于推進(jìn)方向相反方向的作用力使得機(jī)器人的推進(jìn)性能較低，難以達(dá)到最佳的推進(jìn)效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，使仿生推進(jìn)裝置能夠在游動(dòng)中的每個(gè)周期內(nèi)通過(guò)改變面積，調(diào)整水對(duì)仿生推進(jìn)裝置推進(jìn)方向同向和反向的作用力大小，有效提高其推進(jìn)性能。本實(shí)用新型提出的一種面積可控水下仿生推進(jìn)裝置能夠在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)，自動(dòng)改變仿生推進(jìn)裝置的面積，以使得有益于正向推進(jìn)力產(chǎn)生的周期面積增大，不利于正向推進(jìn)力產(chǎn)生的周期推進(jìn)面積減小，從而提高一個(gè)拍動(dòng)周期的推進(jìn)能力。
[0006]本實(shí)用新型提出的一種面積可控水下仿生推進(jìn)裝置包括:仿生推進(jìn)裝置主體、開窗裝置、滑塊導(dǎo)軌和滑塊連接裝置，其中:所述仿生推進(jìn)裝置主體的作用平面上開設(shè)有多個(gè)窗口 ；所述開窗裝置與仿生推進(jìn)裝置主體活動(dòng)連接，用于遮擋所述仿生推進(jìn)裝置主體上所有窗口的部分或全部面積；所述滑塊導(dǎo)軌的一端與開窗裝置連接所述仿生推進(jìn)裝置主體的一端連接，其中，所述滑塊導(dǎo)軌上設(shè)置有導(dǎo)軌；所述滑塊連接裝置一端的滑塊接頭置于所述滑塊導(dǎo)軌的導(dǎo)軌內(nèi)，另一端固定連接在可移動(dòng)的桿件上。
[0007]可選地，所述仿生推進(jìn)裝置主體呈仿生魚鰭形狀。
[0008]可選地，所述活動(dòng)連接為轉(zhuǎn)動(dòng)連接、左右平動(dòng)連接或上下平動(dòng)連接。
[0009]可選地，所述窗口靠近主體外側(cè)的一端的形狀與所述仿生推進(jìn)裝置主體的形狀相似。
[0010]可選地，相鄰窗口中間區(qū)域的形狀與所述窗口的形狀相似。
[0011]可選地，所述開窗裝置與所述仿生推進(jìn)裝置主體開窗部分的形狀相似。
[0012]可選地，所述開窗裝置包括多個(gè)分支，每個(gè)分支的形狀與單個(gè)窗口的形狀相似，且所述分支的數(shù)量與窗口的數(shù)量相同。
[0013]本實(shí)用新型面積可控仿生推進(jìn)裝置在運(yùn)動(dòng)周期下通過(guò)面積的變化提高其推進(jìn)性能。在一個(gè)周期中，水給仿生推進(jìn)裝置的反作用力與機(jī)器人行進(jìn)方向相同時(shí)，可將仿生推進(jìn)裝置的面積變?yōu)樽畲?，即全部開窗關(guān)閉，此時(shí)具有最大的推進(jìn)力；而當(dāng)水給仿生推進(jìn)裝置的反作用力與機(jī)器人行進(jìn)方向相反時(shí)，可將仿生推進(jìn)裝置的面積變?yōu)樽钚?，即全部開窗打開，此時(shí)可使與行進(jìn)方向反向的反作用力變?yōu)樽钚。瑥亩岣吡朔律七M(jìn)裝置的推進(jìn)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型面積可控水下仿生推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2a為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的面積可控水下仿生推進(jìn)裝置的面積變化形態(tài)示意圖；
[0016]圖2b為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的面積可控水下仿生推進(jìn)裝置的面積變化形態(tài)不意圖；
[0017]圖3a為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的面積可控水下仿生推進(jìn)裝置的面積變化形態(tài)不意圖；
[0018]圖3b為根據(jù)本實(shí)用新型再一實(shí)施例的面積可控水下仿生推進(jìn)裝置的面積變化形態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]圖1為本實(shí)用新型面積可控水下仿生推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述面積可控水下仿生推進(jìn)裝置包括:仿生推進(jìn)裝置主體1、開窗裝置2、滑塊導(dǎo)軌3和滑塊連接裝置4，其中:
[0021]所述仿生推進(jìn)裝置主體I與開窗裝置2活動(dòng)連接，比如可根據(jù)仿生推進(jìn)裝置的需要進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)連接、左右平動(dòng)連接或上下平動(dòng)連接。以轉(zhuǎn)動(dòng)連接為例，可以使所述開窗裝置2能夠以所述仿生推進(jìn)裝置主體I與所述開窗裝置2的連接點(diǎn)為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，至少能夠遮擋住所述仿生推進(jìn)裝置主體I所有開窗的部分或全部面積；
[0022]其中，所述仿生推進(jìn)裝置主體I呈扇形、新月形、三角形或其他仿生魚鰭形狀。所述仿生推進(jìn)裝置主體I的作用平面上開設(shè)有多個(gè)窗口，一般情況下開設(shè)三到五個(gè)窗口，所述窗口靠近主體I外側(cè)的一端的形狀與所述仿生推進(jìn)裝置主體I的形狀相似，比如，若所述仿生推進(jìn)裝置主體I為扇形，則所述窗口靠近主體I外側(cè)一端的形狀亦為扇形，若所述仿生推進(jìn)裝置主體I為新月形，則所述窗口靠近主體I外側(cè)一端的形狀亦為新月形。另外，相鄰窗口中間區(qū)域的形狀與窗口的形狀也相似。
[0023]其中，所述開窗裝置2是用來(lái)遮擋所述仿生推進(jìn)裝置主體I上開設(shè)窗口的裝置，所述開窗裝置2的形狀與所述仿生推進(jìn)裝置主體I開窗部分的形狀相似，其包括多個(gè)分支，每個(gè)分支的形狀與單個(gè)窗口的形狀相似，且所述分支的數(shù)量與窗口的數(shù)量相同，比如，每個(gè)分支的面積和位置恰好能夠遮蓋住開窗，這樣當(dāng)所述水下仿生推進(jìn)裝置的狀態(tài)為閉窗時(shí)，所述開窗裝置2恰好能夠完全遮擋住所述仿生推進(jìn)裝置主體I的開窗，而當(dāng)所述水下仿生推進(jìn)裝置的狀態(tài)為開窗時(shí)，所述開窗裝置2的每一個(gè)分支恰好處于相鄰兩窗之間的區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)開窗。
[0024]其中，所述仿生推進(jìn)裝置主體I與開窗裝置2之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接可采用多種連接方式，比如鉸接、通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸等轉(zhuǎn)動(dòng)部件連接等，當(dāng)然也可以采用其他