一种偏心轮仿生鱼尾驱动结构的制作方法

[技术领域]

本实用新型涉及仿生鱼，尤其涉及一种偏心轮仿生鱼尾驱动结构。

[

背景技术：
]

水下仿生学以及计算机学等学科的发展使得水下仿生鱼的研究频繁了起来，而鱼类的推进模式的研究成为仿生鱼的基础，鱼类的推进模式主要是mpf推进方式(胸鳍或腹鳍推动)和bcf推进方式(尾鳍推动)，其中尾鳍推动方式能够具有较大推力并实现高速游动。为了实现仿生鱼持久性、灵活性及运动多样性，仿生鱼尾驱动结构不能太复杂，导致重量过重，无法模拟海豚等鱼类水下上浮下沉等的复杂运动。

申请号为201610265214.0的发明公开了一种偏心轮传动的仿生鱼尾结构，包括尾柄高、鱼尾、偏心轮、微型电机。所述尾柄高和鱼尾是纤维增强复合材料制成，其中尾柄高中包括微型电机和偏心轮，电机带动偏心轮运动，使其尾鳍运动。该发明能实现如鲅鱼、金枪鱼等采用bcf推进方式(尾鳍推动)模式鱼类复杂运动，但是，该发明中仿生鱼尾尾柄的中部只有一个支承点，结构稳定性不够好。

[

技术实现要素：
]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构稳定性好的偏心轮仿生鱼尾驱动结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种偏心轮仿生鱼尾驱动结构，包括支架、鱼尾、偏心轮机构、竖直布置的直线导轨副和杠杆，偏心轮机构包括电机驱动的偏心轮和随动框架，所述的杠杆为u字形，包括两根纵杆和两端与纵杆后端连接的横杆，纵杆布置在支架的两侧，纵杆的中部与支架铰接；横杆布置在支架的后方，鱼尾的前端固定在横杆的中部；直线导轨副的滑块固定在支架上，随动框架固定在直线导轨副的导轨上；随动框架的两侧各包括驱动轴，驱动轴插入到纵杆前端的扁长孔中。

以上所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，所述的支架为矩形框架，包括前板、后板和两块侧板；所述的偏心轮机构和直线导轨副布置在矩形框架内，纵杆的中部与框架侧板的后部铰接；侧板的前部包括窗口，随动框架的驱动轴从窗口伸出插入到纵杆前端的扁长孔中；所述的滑块固定在后板的内侧。

以上所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，所述的滑块为两个，两个滑块上下分开布置。

以上所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，偏心轮机构包括两个第一防水轴承，第一防水轴承的内圈固定在驱动轴的外端；第一防水轴承的外圈布置在扁长孔中，与扁长孔滑动配合。

以上所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，鱼尾包括尾鳍和弹性连接板，弹性连接板的前端固定在u字形杠杆横杆的中部，尾鳍固定在弹性连接板的后端。

以上所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，矩形框架包括两套铰接装置，铰接装置包括铰接轴、第二防水轴承和法兰；框架侧板的后部包括轴孔，铰接轴的内端固定在法兰上，法兰固定在侧板的内侧；铰接轴由内向外穿过侧板的轴孔，第二防水轴承的内圈固定在铰接轴的外端，第二防水轴承的外圈安装在纵杆中部的铰接孔中。

以上所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，电机的主轴朝后布置，偏心轮包括偏心轮体和接盘，偏心轮体固定在接盘上，接盘固定在电机的主轴上。

以上所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，随动框架包括一根横向布置的通轴，通轴的两端为所述的驱动轴。

本实用新型采用u字形的杠杆，u字形杠杆的前端由随动框架两侧的驱动轴驱动，中部与支架的两侧都有铰接点，仿生鱼尾的驱动机构紧凑稳固，有利于增强仿生鱼的运动稳定性。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例偏心轮仿生鱼尾驱动结构的主视图。

图2是本实用新型实施例偏心轮仿生鱼尾驱动结构的俯视图。

图3是本实用新型实施例偏心轮仿生鱼尾驱动结构的立体图。

图4是图1中的a向剖视图。

图5是图2中的b向剖视图。

图6是图1中的c向剖视图。

图7是图1中的d向剖视图。

[具体实施方式]

本实用新型实施例偏心轮31仿生鱼尾20的驱动结构如图1至图7所示，包括作为支架的矩形框架10、鱼尾20、偏心轮机构30、竖直布置的直线导轨副40和杠杆50。

矩形框架10包括前板11、后板12、两块侧板13和两套铰接装置。偏心轮机构30和直线导轨副40布置在矩形框架10的框内。鱼尾20包括尾鳍21和弹性连接板22。

偏心轮机构30包括电机驱动的偏心轮31、随动框架32和两个防水轴承34，随动框架32的内孔的高度与偏心轮31的直径适配，随动框架32的横向安装一根通轴33，通轴33的两端伸出随动框架32的边框，伸出部分为驱动轴331。防水轴承34的内圈固定在驱动轴331的外端。

杠杆50为u字形，包括两根纵杆51和两端与纵杆51后端连接的横杆52，纵杆51布置在矩形框架10的两侧，纵杆51的中部有一个铰接孔511与矩形框架10铰接。

两套铰接装置各包括铰接轴14、防水轴承15和固定法兰16。框架侧板13的后部有一个轴孔132，铰接轴14的内端固定在固定法兰16上，固定法兰16固定在侧板13的内侧。铰接轴14由内向外穿过侧板13的轴孔132，防水轴承15的内圈固定在铰接轴14的外端，防水轴承15的外圈安装在纵杆51中部的铰接孔511中。

侧板13的前部有一个窗口131，随动框架32的驱动轴331从窗口131中伸出，插入到纵杆51前端的扁长孔512中。防水轴承34的外圈布置在扁长孔512中，与扁长孔512滑动配合。

横杆52布置在矩形框架10的后方，鱼尾20的弹性连接板22的前端固定在横杆52的中部，尾鳍21固定在弹性连接板22的后端。

直线导轨副40包括导轨41的两个滑块42。随动框架32固定在直线导轨副40的竖直布置的导轨41上，两个滑块42上下分开，固定在后板12的内侧。

电机60和矩形框架10分别固定在仿生鱼的鱼体(机架)100上；电机60的主轴朝后布置，穿过前板11的窗口111，偏心轮31包括偏心轮体311和接盘312，偏心轮体311固定在接盘312上，接盘312固定在电机60的主轴上，由电机60的主轴带动旋转。

当偏心轮31由电机60的主轴带动旋转时，随动框架32在直线导轨副40的制约下上下运动，带动u字形杠杆50的前端上下运动，u字形杠杆50的后端通过弹性连接板22带动尾鳍21上下摆动，实现仿生鱼的bcf推进方式。

本实用新型以上实施例采用u字形的杠杆，u字形杠杆的前端由随动框架两侧的驱动轴驱动，中部与矩形框架的两侧都有铰接点，仿生鱼尾的驱动机构紧凑稳固，有利于增强仿生鱼的运动稳定性。

技术特征：

1.一种偏心轮仿生鱼尾驱动结构，包括支架、鱼尾、偏心轮机构和杠杆，偏心轮机构包括电机驱动的偏心轮和随动框架，其特征在于，包括竖直布置的直线导轨副，所述的杠杆为u字形，包括两根纵杆和两端与纵杆后端连接的横杆，纵杆布置在支架的两侧，纵杆的中部与支架铰接；横杆布置在支架的后方，鱼尾的前端固定在横杆的中部；直线导轨副的滑块固定在支架上，随动框架固定在直线导轨副的导轨上；随动框架的两侧各包括驱动轴，驱动轴插入到纵杆前端的扁长孔中。

2.根据权利要求1所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，其特征在于，所述的支架为矩形框架，包括前板、后板和两块侧板；所述的偏心轮机构和直线导轨副布置在矩形框架内，纵杆的中部与框架侧板的后部铰接；侧板的前部包括窗口，随动框架的驱动轴从窗口伸出插入到纵杆前端的扁长孔中；所述的滑块固定在后板的内侧。

3.根据权利要求1所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，其特征在于，所述的滑块为两个，两个滑块上下分开布置。

4.根据权利要求1所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，其特征在于，偏心轮机构包括两个第一防水轴承，第一防水轴承的内圈固定在驱动轴的外端；第一防水轴承的外圈布置在扁长孔中，与扁长孔滑动配合。

5.根据权利要求1所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，其特征在于，鱼尾包括尾鳍和弹性连接板，弹性连接板的前端固定在u字形杠杆横杆的中部，尾鳍固定在弹性连接板的后端。

6.根据权利要求2所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，其特征在于，矩形框架包括两套铰接装置，铰接装置包括铰接轴、第二防水轴承和法兰；框架侧板的后部包括轴孔，铰接轴的内端固定在法兰上，法兰固定在侧板的内侧；铰接轴由内向外穿过侧板的轴孔，第二防水轴承的内圈固定在铰接轴的外端，第二防水轴承的外圈安装在纵杆中部的铰接孔中。

7.根据权利要求1所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，其特征在于，电机的主轴朝后布置，偏心轮包括偏心轮体和接盘，偏心轮体固定在接盘上，接盘固定在电机的主轴上。

8.根据权利要求1所述的偏心轮仿生鱼尾驱动结构，其特征在于，随动框架包括一根横向布置的通轴，通轴的两端为所述的驱动轴。

技术总结
本实用新型公开了一种偏心轮仿生鱼尾驱动结构，包括支架、鱼尾、偏心轮机构、竖直布置的直线导轨副和杠杆，偏心轮机构包括电机驱动的偏心轮和随动框架，所述的杠杆为U字形，包括两根纵杆和两端与纵杆后端连接的横杆，纵杆布置在支架的两侧，纵杆的中部与支架铰接；横杆布置在支架的后方，鱼尾的前端固定在横杆的中部；直线导轨副的滑块固定在支架上，随动框架固定在直线导轨副的导轨上；随动框架的两侧各包括驱动轴，驱动轴插入到纵杆前端的扁长孔中。本实用新型采用U字形的杠杆，U字形杠杆的前端由随动框架两侧的驱动轴驱动，中部与支架的两侧都有铰接点，仿生鱼尾的驱动机构紧凑稳固，有利于增强仿生鱼的运动稳定性。

技术研发人员：庄饰;王贵川;巩伟杰;陈宏;杨忠华;陈欣;罗浩;陈泽通;翁伟鑫;张国静
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2020.11.30
技术公布日：2021.08.27