一種形狀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仿生推進(jìn)裝置形狀變化，從而提高推進(jìn)性能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]“水下仿生推進(jìn)裝置”即水下仿生推進(jìn)器，由于其具有高效推進(jìn)、高機(jī)動(dòng)性以及高隱身特性，因此在水下探索、救災(zāi)等領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用前景，是當(dāng)前國際上非常熱門的一個(gè)研宄領(lǐng)域。
[0003]水下仿生機(jī)器人往往需要在復(fù)雜的水下環(huán)境中作業(yè)。因此，仿生水下潛航器要具備長航程、高機(jī)動(dòng)性、高穩(wěn)定性、高速推進(jìn)能力來完成高效長航程巡游、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)的固定外形的水下仿生推進(jìn)裝置很難始終同時(shí)保持良好機(jī)動(dòng)性能和推進(jìn)性能。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，必然顧此失彼。
[0004]魚類的推進(jìn)力主要來自于魚鰭，大多數(shù)水下仿生推進(jìn)裝置都采用身體加魚鰭的運(yùn)動(dòng)推進(jìn)方式。在自然界中，人們發(fā)現(xiàn)擅長長距離巡游的魚類通常具有新月形的魚鰭形狀，而擅長快速機(jī)動(dòng)的魚類通常具有梭魚魚鰭形狀的魚鰭，擅長靈活轉(zhuǎn)彎的魚類通常具有扇形的魚鰭形狀。但是傳統(tǒng)的水下推進(jìn)裝置雖然以魚鰭作為仿生對(duì)象，但其形狀都是固定的，這樣的仿生推進(jìn)裝置在運(yùn)動(dòng)時(shí)很難始終保持良好的推進(jìn)性能和機(jī)動(dòng)性能。也就是說，在相同的水域環(huán)境下，機(jī)器人執(zhí)行不同運(yùn)動(dòng)任務(wù)，如巡航、直線加速、轉(zhuǎn)彎時(shí)都只能采用一種形狀的仿生推進(jìn)裝置運(yùn)動(dòng)，不能使機(jī)器人在執(zhí)行所有任務(wù)時(shí)都達(dá)到最佳推進(jìn)性能和機(jī)動(dòng)性能；在不同的水域環(huán)境下，如順流、逆流、風(fēng)浪、潮汐、漩渦等，機(jī)器人做同一運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定形狀的仿生推進(jìn)裝置對(duì)于不同水流的湍急程度和水流方向的適應(yīng)能力很低，不能使機(jī)器人在不同環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)都達(dá)到最佳推進(jìn)性能和機(jī)動(dòng)性能。而且，對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)器人仿生推進(jìn)裝置來說，如果需要改變仿生推進(jìn)裝置的形狀來完成所需任務(wù)或適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，都只能將機(jī)器人脫離工作區(qū)域，然后人為地進(jìn)行更換。
【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)中存在的問題，使仿生推進(jìn)裝置能夠適應(yīng)不同的環(huán)境要求和不同的任務(wù)要求，實(shí)現(xiàn)最佳形狀。本實(shí)用新型通過仿生推進(jìn)裝置的形態(tài)變化和結(jié)構(gòu)變化，光滑而持續(xù)地改變外形，對(duì)不斷改變的游動(dòng)條件和任務(wù)特點(diǎn)做出響應(yīng)；可以通過改變仿生推進(jìn)裝置的外形來提高仿生推進(jìn)裝置的功能，既具備長航時(shí)長航程能力，又具備高速、高機(jī)動(dòng)推進(jìn)的能力，從而極大的改善了推進(jìn)性能。
[0006]本實(shí)用新型提出的一種形狀可控的水下仿生推進(jìn)裝置包括:中心支撐桿、第一連接桿、第二連接桿、兩根第三連接桿、第四連接桿、第五連接桿、兩根變形連接桿和滑動(dòng)桿、包膜，其中:所述滑動(dòng)桿的兩端分別與兩根變形連接桿連接；兩根變形連接桿的另一端分別與第一連接桿和第二連接桿的一端連接；所述第一連接桿的另一端與第二連接桿的另一端連接；一根第三連接桿與所述第一連接桿靠近變形連接桿的一端連接，另一根第三連接桿與所述第二連接桿靠近變形連接桿的一端連接；所述第四連接桿的一端與第五連接桿的一端連接，所述第四連接桿的另一端與第三連接桿遠(yuǎn)離第一連接桿的一端連接，所述第五連接桿的另一端與另一根第三連接桿遠(yuǎn)離第二連接桿的一端連接；所述中心支撐桿分別與第一連接桿與第二連接桿之間的連接點(diǎn)以及第四連接桿與第五連接桿之間的連接點(diǎn)連接，組成仿生推進(jìn)裝置骨架；所述滑動(dòng)桿上具有凸起，所述中心支撐桿上設(shè)有凹槽，所述凸起卡入所述中心支撐桿的凹槽內(nèi)；所述包膜包裹在所述仿生推進(jìn)裝置骨架上，形成所述仿生推進(jìn)裝置。
[0007]可選地，所述裝置還包括多個(gè)接頭，用于連接各連接桿。
[0008]可選地，所述凸起為腰形。
[0009]可選地，所述包膜為彈性薄膜。
[0010]可選地，所述連接桿為實(shí)心桿、片或空心棒。
[0011]可選地，所述連接桿呈直線形或弧形。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:當(dāng)機(jī)器人在相同水域環(huán)境下進(jìn)行諸如巡航、直線加速、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作變化時(shí)，可以根據(jù)所需的動(dòng)作來控制滑動(dòng)桿滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)仿生推進(jìn)裝置形狀的變化，從而使機(jī)器人快速達(dá)到并保持最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且能快速實(shí)現(xiàn)動(dòng)作變化；當(dāng)機(jī)器人在不同水域環(huán)境進(jìn)行相同運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)環(huán)境的不同控制機(jī)器人仿生推進(jìn)裝置的形狀以達(dá)到最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而有效地增強(qiáng)了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性和推進(jìn)性能。另外，機(jī)器人的仿生推進(jìn)裝置形狀變化和運(yùn)動(dòng)可以同時(shí)進(jìn)行，無需將機(jī)器人拿出運(yùn)動(dòng)環(huán)境后人為的對(duì)仿生推進(jìn)裝置進(jìn)行更換，從而大大地提高了機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型形狀可控的水下仿生推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2a為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的一種仿生推進(jìn)裝置變化形態(tài)；
[0015]圖2b為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的另一種仿生推進(jìn)裝置變化形態(tài)；
[0016]圖2c為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的另一種仿生推進(jìn)裝置變化形態(tài)；
[0017]圖2d為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的另一種仿生推進(jìn)裝置變化形態(tài)；
【具體實(shí)施方式】
[0018]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)說明。
[0019]圖1為本實(shí)用新型形狀可控的水下仿生推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述形狀可控的水下仿生推進(jìn)裝置包括中心支撐桿1、第一連接桿2、第二連接桿3、兩根第三連接桿4、第四連接桿5、第五連接桿6、兩根變形連接桿7、滑動(dòng)桿8、多個(gè)接頭9、包膜，其中:
[0020]所述滑動(dòng)桿8的兩端分別與兩根變形連接桿7連接，以保證滑動(dòng)桿8能夠無阻力地滑動(dòng)；
[0021]兩根變形連接桿7的另一端分別通過接頭9與第一連接桿2和第二連接桿3的一端連接；
[0022]所述第一連接桿2的另一端與第二連接桿3的另一端通過接頭9連接；
[0023]—根第三連接桿4與所述第一連接桿2靠近變形連接桿7的一端通過接頭9連接，另一根第三連接桿4與所述第二連接桿3靠近變形連接桿7的一端通過接頭9連接；
[0024]所述第四連接桿5的一端與第五連接桿6的一端通過接頭9連接，所述第四連接桿5的另一端與第三連接桿4遠(yuǎn)離第一連接桿2的一端通過接頭9連接，所述第五連接桿6的另一端與另一根第三連接桿4遠(yuǎn)離第二連接桿3的一端通過接頭9連接；
[0025]所述中心支撐桿I分別與第一連接桿2與第二連接桿3之間的連接點(diǎn)以及第四連接桿5與第五連接桿6之間的連接點(diǎn)連接，組成仿生推進(jìn)裝置骨架；
[0026]其中，所述滑動(dòng)桿