(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CN105035290A (43)申请公布日2015.11.11 (21)申请号201510382004.5 (22)申请日2015.07.02 (71)申请人哈尔滨工程大学 地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通 大街145号哈尔滨工程大学科技处知 识产权办公室 (72)发明人丁勇黄德太熊大鹏胡开业 (51)Int.CI. B63H1/36(2006.01) B63H21/165(2006.01) 权利要求书1页说明书3页附图5页 (54)发明名称 一种水下可倒车的仿生推进装置 (57)摘要 本发明提供一种水下可倒车的仿生推进装 置，由驱动机构、摆臂机构和限位机构三部分组 成，其中，所述驱动机构主要由动力轴、撑杆、支 架、销构成：所述摆臂机构由摆动臂、叶片、销组 成：所述限位机构由限位架、液压缸、油管构成。 工作时，动力轴的轴向运动带动撑杆，通过撑杆 带动摆动臂来回摆动；叶片通过销安装在摆动臂 上，叶片可绕销任意转动：限位架通过液压缸带 动，来实现在摆动臂内沿着摆动臂移动，对叶片进 行限位。本发明结构简单，噪音低，且可实现倒车， 适用于水下机器人等水下运载器。 W26399090
CN105035290A 权利要求书 1/1页 1.一种水下可倒车的仿生推进装置，其特征在于：包括安装在水下运载器上的支架、 与水下运载器上的动力端连接的动力杆和分别与支架铰接的两个摆动壁，每个摆动壁的端 部都安装有可转动的叶片，每个摆动壁的中间位置铰接有撑杆，所述动力杆穿过支架与两 个撑杆的端部同时铰接，每个摆动壁上还设置有滑槽，所述滑槽中安装有限位架，限位架的 一端与安装在摆动壁上的液压缸的活塞杆连接，限位架的另一端与叶片接触对叶片进行限 位。 2.根据权利要求1所述的一种水下可倒车的仿生推进装置，其特征在于：所述水下运 载器上的动力端是安装在水下运载器上的液压缸。 2
CN105035290A 说明书 1/3页 一种水下可倒车的仿生推进装置 技术领域 [0001]本发明涉及一种推进装置，尤其涉及一种水下可倒车的仿生推进装置，属于船舶 与海洋工程领域。 背景技术 [0002]水下运载器的噪音问题一直是水下运载器设计的重点研究问题，降低噪音对增强 水下运载器的生命力具有非常重要的意义。同时水下运载器较好的灵活性也是对其生命力 的重要保证。推进装置是重要的噪音源，推进装置降噪是水下运载器降噪的重要内容。 [0003]针对这些问题，国内外提出来多种解决办法。专利《一种仿水母式水下推进装置》 （专利号CN202175186U)设计了一种仿水母式水下推进装置。该推进装置基于仿生学原 理，模拟水母在水下运动时伞盖张开、闭合的运动过程，具有较好的爆发性，但是其结构较 为复杂，实用性较差。专利Line-drive polyarticular fishtail underwater propulsion device and bionic mechanism thereof(专利号CN201210307229)设计了一种线驱动多关 节仿鱼尾水下推进装置及其仿生机构，该机构较为真实地模拟出了鱼类游动，易于控制，推 进效率也高，但是其缺点也是结构比较复杂，难以实现有效的控制。 发明内容 [0004]本发明的目的是为了推进装置的结构简单、体积小、噪音低以及可以实现倒车而 提供一种水下可倒车的仿生推进装置。 [0005] 本发明的目的是这样实现的：包括安装在水下运载器上的支架、与水下运载器上 的动力端连接的动力杆和分别与支架铰接的两个摆动壁，每个摆动壁的端部都安装有可转 动的叶片，每个摆动壁的中间位置铰接有撑杆，所述动力杆穿过支架与两个撑杆的端部同 时铰接，每个摆动壁上还设置有滑槽，所述滑槽中安装有限位架，限位架的一端与安装在摆 动壁上的液压缸的活塞杆连接，限位架的另一端与叶片接触对叶片进行限位。 [0006] 本发明还包括这样一些结构特征： [0007] 1.所述水下运载器上的动力端是安装在水下运载器上的液压缸。 [0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出一种水下可倒车的仿生推进 装置，具有结构简单、体积小、噪音低、可倒车的优点，特别适用于小型水下运载器，有着良 好的应用前景。本发明主要结构简化为两个叶片，增加了限位机构后，还能实现倒车功能， 大大增加了水下运载器的灵活性，在推进器的使用过程中有较大的实用价值，这个功能在 已有的相关发明中是没有的。倒车功能对于水下运载器来说是很重要的，在水下洞穴或岩 缝的探测时，水下运载器很难掉头，拥有倒车功能时，可以很方便的退出洞穴或者岩缝，本 发明在实际的使用过程中有较大的实用价值。 附图说明 [0009] 图1是本发明的立体结构示意图： 3
CN105035290A 说明书 2/3页 [0010] 图2是本发明的主视方向的结构示意图； [0011] 图3至图7是本发明的工作过程的循环示意图（前进时）； [0012] 图8至图10是本发明的工作过程的循环示意图（倒车时)。 具体实施方式 [0013]下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。 [0014] 结合图1至图2，本发明由驱动机构、摆臂机构和限位机构三部分组成：其中，所述 驱动机构主要由动力轴1、撑杆3、支架9、销8-4和8-3构成，动力轴1的动力来源于水下运 载器，可以是安装在水下运载器上的液压缸机构或其他机构，只要能实现动力轴的往复直 线运动即可，所述支架9安装在水下运载器上：所述摆臂机构由摆动臂2、叶片4、销8-1和 8-2组成：所述限位机构由限位架5、液压缸6、油管7构成，而液压缸6通过油管与水下运 载器中的油源相连，所述动力轴1穿过支架9与两个撑杆3通过销8-3铰接，每个撑杆3与 对于的摆动臂2通过销8-2铰接，支架9与两个摆动臂2通过销8-4铰接，每个所述叶片4 通过销8-1安装在对应的摆动臂2上，叶片4可绕销8-1任意转动，所述两个限位架5分别 嵌到两个摆动臂2内侧设置的滑槽内，由液压缸6带动其沿摆动臂的滑槽运动，实现对叶片 的限位。 [0015]本发明的液压缸6共有四个，所述的限位架5也有四个，且四个所述的限位架5分 别安装在两个摆动壁2的上端内侧的滑槽中和下端内侧的滑槽中，四个所述的液压缸6分 别对应安装在两个摆动壁2上，且液压缸6的活塞杆分别和限位架的一端固连，通过活塞杆 的运动实现限位架的运动。 [0016]结合图3至图10，本发明所提供的水下可倒车的仿生推进装置两个工作过程如 下： [0017]1.前进时： [0018]步骤一、如图3所示，动力轴按箭头所示方向运动，叶片4在水压力（虚箭头所示） 的作用下，绕销旋转到如图所示位置，在限位架5的限制下与摆动臂2近似平行，此时产生 的推进力能够推动海洋运载器前进； [0019]步骤二、如图4所示，当动力轴改变方向运动时，叶片4在水压力（虚箭头所示) 的作用下，开始绕销旋转； [0020]步骤三、如图5所示，叶片旋转到如图所示的位置； [0021] 步骤四、如图6所示，动力轴改变运动方向，叶片4在水压力（虚箭头所示)的作 用下，开始绕轴旋转： [0022]步骤五、动力轴按箭头所示方向运动，叶片4在水压力（虚箭头所示）的作用下， 绕销旋转到如图7所示位置，此时产生的推进力能够推动海洋运载器前进。 [0023]步骤一到步骤五循环往复运动，即可推动海洋运载器前进。 [0024]2.倒车的工作过程如下： [0025]步骤一、如图8所示，动力轴按箭头方向运动，限位架5按箭头所示方向移动，叶片 4在水压力的作用下旋转。 [0026]步骤二、如图9所示，当叶片4通过限位点后，按图8中的箭头所示方向，移动限位 架4，回复到原来的位置。 4
CN105035290A 说明书 3/3页 [0027]步骤三、如图10所示，动力轴按箭头方向运动，叶片4在水压力（虚箭头所示）的 作用下，绕销旋转到如图所示位置，此时产生的推进力能够推动海洋运载器后退。 [0028] 按照与前进类似的运动过程，动力轴循环往复运动，即可推动海洋运载器后退。 5
CN105035290A 说明书附图 1/5页 9 8- 8-4 82 8-3 图1 2 83 8-2 5/3 图2 图3 6
CN105035290A 说明书附图 2/5页 图4 图5 7
CN105035290A 说明书附图 3/5页 图6 图7 8
CN105035290A 说明书附图 4/5页 图8 图9 9
CN105035290A 说明书附图 5/5页 图10 10