一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，包括仿生尾鰭，所述仿生尾鰭的內(nèi)部設(shè)有展向孔，所述展向孔通過支撐機(jī)構(gòu)固定安裝在仿生尾鰭的內(nèi)部，且展向孔的內(nèi)部設(shè)有展向氣囊，所述支撐機(jī)構(gòu)通過螺絲螺母固定安裝在仿生尾鰭內(nèi)部的內(nèi)壁上，所述展向氣囊置于展向孔的內(nèi)部，且展向氣囊的一端通過通氣管與外部氣壓控制系統(tǒng)固定連接，所述通氣管位于仿生尾鰭的外部，且通氣管的一端通過固定件與仿生尾鰭固定連接，本展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，通過設(shè)置的支撐機(jī)構(gòu)可與振動(dòng)翼裝置連接，可以形成振動(dòng)翼推進(jìn)裝置，具有高推進(jìn)效率，低噪音的優(yōu)點(diǎn)；而高效率的仿生尾鰭推進(jìn)器能夠大大節(jié)省能量，提高續(xù)航能力，用于水中探測時(shí)就能延長工作時(shí)間。
【專利說明】
一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及仿生設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭。
【背景技術(shù)】
[0002]海豚是由陸生哺乳動(dòng)物進(jìn)化而成，它的祖先屬偶蹄目，于5000萬年前進(jìn)入水中生活，在這個(gè)過程中，它們原本被毛的體表變成了光滑的皮膚，并在皮膚下形成了一層很厚的脂肪層，以達(dá)到隔絕冷水保持體溫的功能，它的身體也變?yōu)榱骶€型，外耳結(jié)構(gòu)逐漸消失，使之減少了游泳時(shí)的阻力，鼻子也進(jìn)化為頭頂部的呼吸孔，這使它更便于在運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸。
[0003]海豚的主要推進(jìn)器官是新月形尾鰭，依靠擺動(dòng)尾鰭，海豚最高速度可達(dá)15m/s。對于海豚的高速游動(dòng)最早在1936年，Gray通過實(shí)驗(yàn)觀測提出了著名的Gray悼論(Gray，sParadox)，他通過比較游速為15-20節(jié)的活體海豚和以同樣速度拖弋海豚模型所消耗的能量，發(fā)現(xiàn)后者大約是前者的7倍，因而推測活體海豚具有減小水阻力的能力。
[0004]海豚尾鰭運(yùn)動(dòng)是俯仰運(yùn)動(dòng)和沉浮運(yùn)動(dòng)的組合，沉浮運(yùn)動(dòng)主要產(chǎn)生擊水運(yùn)動(dòng)，而俯仰運(yùn)動(dòng)為尾鰭的擊水運(yùn)動(dòng)提供合適的攻角。海豚的游動(dòng)模式類似魚類游動(dòng)模式中的鮪科模式，在該模式中，身體的前部基本失去柔性，推進(jìn)運(yùn)動(dòng)僅限于身體的后1/3部分，特別是尾鰭至尾柄處，通常尾部運(yùn)動(dòng)可產(chǎn)生90 %的推進(jìn)力。鮪科結(jié)合月牙形尾鰭推進(jìn)方式是效率最高，速度最快的推進(jìn)方式，除海豚外金槍魚，旗魚等高速魚類也采用這種游泳方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，包括仿生尾鰭，所述仿生尾鰭的內(nèi)部設(shè)有展向孔，所述展向孔通過支撐機(jī)構(gòu)固定安裝在仿生尾鰭的內(nèi)部，且展向孔的內(nèi)部設(shè)有展向氣囊，所述支撐機(jī)構(gòu)通過螺絲螺母固定安裝在仿生尾鰭內(nèi)部的內(nèi)壁上，所述展向氣囊置于展向孔的內(nèi)部，且展向氣囊的一端通過通氣管與外部氣壓控制系統(tǒng)固定連接，所述通氣管位于仿生尾鰭的外部，且通氣管的一端通過固定件與仿生尾鰭固定連接，另一端與外部氣壓控制系統(tǒng)固定連接，仿生尾鰭的外表面固定連接有導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿的一端通過螺釘連接在仿生尾鰭的外表面上，另一端與L型連桿固定連接，所述L型連桿的一端通過螺釘與導(dǎo)桿固定連接，另一端固定安裝在導(dǎo)輪上，所術(shù)導(dǎo)輪9位于導(dǎo)桿7的一側(cè)，并通過螺釘與L型連桿固定連接。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述導(dǎo)輪的一側(cè)設(shè)有線性滑軌，導(dǎo)輪可固定安裝于線性滑軌中。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述導(dǎo)桿的外表面固定安裝有測力傳感器，測力傳感器通過固定件與導(dǎo)桿固定連接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果:
[0011]本展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，通過設(shè)置的支撐機(jī)構(gòu)可與振動(dòng)翼裝置連接，可以形成振動(dòng)翼推進(jìn)裝置，具有高推進(jìn)效率，低噪音的優(yōu)點(diǎn)；而高效率的仿生尾鰭推進(jìn)器能夠大大節(jié)省能量，提高續(xù)航能力，用于水中探測時(shí)就能延長工作時(shí)間。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的局部連接示意圖。
[0014]圖中:1仿生尾鰭、2展向孔、3支撐機(jī)構(gòu)、4展向氣囊、5通氣管、6氣壓控制系統(tǒng)、7導(dǎo)桿、8 L型連桿、9導(dǎo)輪、10線性滑軌、11測力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]請參閱圖1-2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，包括仿生尾鰭I，所述仿生尾鰭I的內(nèi)部設(shè)有展向孔2，所述展向孔2通過支撐機(jī)構(gòu)3固定安裝在仿生尾鰭2的內(nèi)部，且展向孔2的內(nèi)部設(shè)有展向氣囊4，所述支撐機(jī)構(gòu)3通過螺絲螺母固定安裝在仿生尾鰭I內(nèi)部的內(nèi)壁上，所述展向氣囊4置于展向孔2的內(nèi)部，且展向氣囊4的一端通過通氣管5與外部氣壓控制系統(tǒng)6固定連接，所述通氣管5位于仿生尾鰭I的外部，且通氣管5的一端通過固定件與仿生尾鰭I固定連接，另一端與外部氣壓控制系統(tǒng)6固定連接，仿生尾鰭I的外表面固定連接有導(dǎo)桿7，所述導(dǎo)桿7的一端通過螺釘連接在仿生尾鰭I的外表面上，另一端與L型連桿8固定連接，所述L型連桿8的一端通過螺釘與導(dǎo)桿7固定連接，另一端固定安裝在導(dǎo)輪9上，導(dǎo)輪9位于導(dǎo)桿7的一側(cè)，并通過螺釘與L型連桿8固定連接，導(dǎo)輪9的一側(cè)設(shè)有線性滑軌10，導(dǎo)輪9可固定安裝于線性滑軌10中，導(dǎo)桿7的外表面固定安裝有測力傳感器11，測力傳感器11通過固定件與導(dǎo)桿7固定連接。
[0017]本展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，通過設(shè)置的支撐機(jī)構(gòu)可與振動(dòng)翼裝置連接，可以形成振動(dòng)翼推進(jìn)裝置，具有高推進(jìn)效率，低噪音的優(yōu)點(diǎn)；而高效率的仿生尾鰭推進(jìn)器能夠大大節(jié)省能量，提高續(xù)航能力，用于水中探測時(shí)就能延長工作時(shí)間
[0018]本展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，利用仿生學(xué)的原理，開發(fā)了振動(dòng)翼推進(jìn)裝置。與傳統(tǒng)的螺旋槳相比，仿生的振動(dòng)翼推進(jìn)器主要具有高推進(jìn)效率，低噪音等優(yōu)點(diǎn)；高效率的振動(dòng)翼推進(jìn)器能夠大大節(jié)省能量，提高續(xù)航能力，用于水中探測時(shí)就能延長工作時(shí)間；低噪音減小了對周遭的噪聲污染，用于軍事目的時(shí)更不易被發(fā)現(xiàn);高性能的振動(dòng)翼推進(jìn)器無論在復(fù)雜海洋環(huán)境下海底探測，水下作業(yè)，還是軍事用途都有極其重要的意義。
[0019]綜上所述:本展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，通過測量數(shù)據(jù)的計(jì)算可知，實(shí)施后的指標(biāo)技術(shù)遠(yuǎn)大于60%，而螺旋槳式推進(jìn)器的推進(jìn)效率只有40%左右，可見仿生尾鰭I的設(shè)計(jì)具有重大意義。
[0020]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0021]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，包括仿生尾鰭(I)，其特征在于:所述仿生尾鰭(I)的內(nèi)部設(shè)有展向孔(2)，所述展向孔(2)通過支撐機(jī)構(gòu)(3)固定安裝在仿生尾鰭(2)的內(nèi)部，且展向孔(2)的內(nèi)部設(shè)有展向氣囊(4)，所述支撐機(jī)構(gòu)(3)通過螺絲螺母固定安裝在仿生尾鰭(I)內(nèi)部的內(nèi)壁上，所述展向氣囊(4)置于展向孔(2)的內(nèi)部，且展向氣囊(4)的一端通過通氣管(5)與外部氣壓控制系統(tǒng)(6)固定連接，所述通氣管(5)位于仿生尾鰭(I)的外部，且通氣管(5)的一端通過固定件與仿生尾鰭(I)固定連接，另一端與外部氣壓控制系統(tǒng)(6)固定連接，仿生尾鰭(I)的外表面固定連接有導(dǎo)桿(7)，所述導(dǎo)桿(7)的一端通過螺釘連接在仿生尾鰭(I)的外表面上，另一端與L型連桿(8)固定連接，所述L型連桿(8)的一端通過螺釘與導(dǎo)桿(7)固定連接，另一端固定安裝在導(dǎo)輪(9)上，所術(shù)導(dǎo)輪(9)位于導(dǎo)桿(7)的一側(cè)，并通過螺釘與L型連桿(8)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，其特征在于:所述導(dǎo)輪(9)的一側(cè)設(shè)有線性滑軌(10)，導(dǎo)輪(9)可固定安裝于線性滑軌(10)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種展向剛度可控制的仿生海豚尾鰭，其特征在于:所述導(dǎo)桿(7)的外部設(shè)有測力傳感器(11)，測力傳感器(11)通過固定件與導(dǎo)桿(7)固定連接。
【文檔編號】B63H1/36GK106081036SQ201610749429
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月26日
【發(fā)明人】孫啟龍, 馬聰, 姚理榮, 嚴(yán)雪峰
【申請人】南通大學(xué)