上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》课程教学资源（专利资料）水下仿生（2015）仿生鱼尾推进装置

(19)中华人民共和国国家知识产权局 ▣▣ (12)发明专利申请 (10)申请公布号CN105083511A (43)申请公布日2015.11.25 (21)申请号201510613387.2 (22)申请日2015.09.24 (71)申请人潘济安 地址123000辽宁省阜新市细河区中华路 47号 (72)发明人潘济安 (74)专利代理机构沈阳科威专利代理有限责任 公司21101 代理人杨滨 (51)nt.Cl. B63H1/36(2006.01) 权利要求书1页说明书2页附图1页 (54)发明名称 仿生鱼尾推进装置 (57)摘要 345之89 本发明涉及一种仿生鱼尾推进装置，包括壳 体、侧臂、齿条组件、不完全齿轮、活塞滑块、缸体、 仿生鱼尾，其技术要点是：所述齿条组件可滑动 的限位在壳体内，齿条组件包括腰圆环形结构，该 环形结构长边的内壁上各设有一齿条，环形结构 两端设有条形的耳部结构，不完全齿轮限位在壳 3 体上，并与齿条组件的其中一个齿条相啮合，耳部 结构上固定有活塞滑块，活塞滑块可滑动的限位 在固定于壳体端部缸体内，活塞滑块另一端固定 侧臂固定，左右两侧臂之间固定有仿生鱼尾。通过 不完全齿轮与齿条组件啮合传动，带动齿条组件、 左右侧臂以及鱼尾实现往复摆动，仿生鱼尾推进 装置结构简单紧凑，对称性好，同时可带动鱼尾产 生匀速的往复摆动。 TT9590901

CN105083511A 权利要求书 1/1页 1.一种仿生鱼尾推进装置，包括壳体、侧臂、齿条组件、不完全齿轮、活塞滑块、缸体、仿 生鱼尾，其特征在于：所述齿条组件可滑动的限位在壳体内，齿条组件包括腰圆环形结构， 该环形结构长边的内壁上各设有一齿条，环形结构两端设有条形的耳部结构，不完全齿轮 限位在壳体上，并与齿条组件的其中一个齿条相啮合，耳部结构上固定有活塞滑块，活塞滑 块可滑动的限位在固定于壳体端部缸体内，活塞滑块另一端固定侧臂固定，左右两侧臂之 间固定有仿生鱼尾，两侧臂与齿条组件之间构成闭环结构。 2.根据权利要求1所述的仿生鱼尾推进装置，其特征在于：所述缸体通过四根贯穿缸 体与壳体的螺杆分别固定在壳体两端。 2

CN105083511A 说明书 1/2页 仿生鱼尾推进装置 技术领域 [0001] 本发明涉及机械推进装置领域，具体说是一种仿生鱼尾推进装置。 背景技术 [0002]仿生的鱼尾推进装置在灵活性、可操纵性、推进效率等方面有很大的优越性，目前 的各种仿生鱼尾推进装置专利，有许多是应用曲柄摇杆、曲柄滑块等连杆式机构来带动鱼 尾产生往复的摆动，实现向前的推进，但这些机构往往占用空间较大、难以实现对称布置， 并且连杆机构带动鱼尾产生往复摆动的速度接近正弦曲线，速度并不均匀，理论上并不利 于向前的推进。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种仿生鱼尾推进装置，从根本上解决了现有仿生鱼尾推进 装置推进力不均、占用空间大等问题。 [0004]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该仿生鱼尾推进装置包括壳体、侧 臂、齿条组件、不完全齿轮、活塞滑块、缸体、仿生鱼尾，其特征在于：所述齿条组件可滑动的 限位在壳体内，齿条组件包括腰圆环形结构，该环形结构长边的内壁上各设有一齿条，环形 结构两端设有条形的耳部结构，不完全齿轮限位在壳体上，并与齿条组件的其中一个齿条 相啮合，耳部结构上固定有活塞滑块，活塞滑块可滑动的限位在固定于壳体端部缸体内，活 塞滑块另一端固定侧臂固定，左右两侧臂之间固定有仿生鱼尾，两侧臂与齿条组件之间构 成闭环结构。 [0005]缸体通过四根贯穿缸体与壳体的螺杆分别固定在壳体两端。 [0006] 本发明的有益效果是：通过采用不完全齿轮啮合可滑动的对称结构齿轮组件、侧 臂、活塞滑块，结构简单紧凑、对称性良好，可带动鱼尾产生匀速往复摆动，从而产生稳定的 推力。 附图说明 [0007刀]以下结合附图以实施例具体说明。 [0008]图1为本发明的等轴侧视结构示意图； 图2为本发明的使用状态示意图。 [0009] 附图标记说明：1左侧臂；2螺杆：3左缸体：4左活塞滑块：5左销轴：6壳体I;7齿 条组件：8不完全齿轮；9轴承：10右活塞滑块：11右缸体：12右侧臂：13右销轴：14仿生鱼 尾：15壳体II。 具体实施方式 [0010]以下结合图1~2，通过具体实施例详细说明本发明的内容。该仿生鱼尾推进装置包 括壳体、侧臂、齿条组件7、不完全齿轮8、活塞滑块、缸体、仿生鱼尾14等部分。其中，齿条 3

CN105083511A 说明书 2/2页 组件7包括腰圆环形结构，该环形结构长边的内壁上各设有一齿条，环形结构两端设有条 形的耳部结构，条形的耳部结构与环形结构之间设有加强筋。壳体由壳体I、II6、15装配 而成，并在扣合的空腔内设有滑槽，齿条组件7可滑动的限位在滑槽上，对齿条组件的运动 起导向作用。不完全齿轮8保留略少于一半全齿数的轮齿，并制成齿轮轴的形式，通过轴承 9安装于壳体II15上，不完全齿轮8可分别与齿条组件7内侧上、下齿条啮合，工作状态下 仅能与齿条组件的其中一侧齿条啮合，以实现齿条组件不同向的往复运动。左、右活塞滑块 4、10分别通过左、右销轴5、13与齿条组件左右端的耳部结构连接，左、右活塞滑块可滑动 的限位在固定于壳体端部左、右缸体3、11内，左、右缸体通过四根贯穿缸体与壳体的螺杆2 分别固定在壳体两端。左、右侧臂通过螺栓分别固定安装在左、右活塞滑块外侧，仿生鱼尾 14通过螺栓固定在左、右侧臂之间，两侧臂与齿条组件之间构成闭环结构。 [0011们不完全齿轮与齿条组件其中一个齿条啮合时，齿条组件7向一侧运动，进而带动 左活塞滑块4、右活塞滑块10、左侧臂1、右侧臂12以及鱼尾14向一侧运动：不完全齿轮与 齿条组件另一个齿条啮合时，齿条组件7向另一侧运动，进而带动左活塞滑块4、右活塞滑 块10、左侧臂1、右侧臂12以及鱼尾14向另一侧运动，从而实现将不完全齿轮的扭矩转换 为鱼尾14的左右摆动。鱼尾14在齿条组件7带动下左右摆动过程中，除左右换向位置时， 齿条组件7均可带动鱼尾14保持匀速运动，在左右换向位置时，又可瞬间获得很大的加速 度，获得较大的推进力。 4

CN105083511A 说明书附图 1/1页 2 345毛789 101起 14 13 图1 159 11 2 14 图2 5