CN104309788A 说明书 1/5页 双波动胸鳍协同推进的仿鳐鱼水下航行器 技术领域 [0001] 本发明涉及一种仿鳐鱼水下航行器，属于仿生水下航行器领域。 背景技术 [0002] 随着现代社会陆地资源紧缺和能源需求不断增加的矛盾日益严峻，越来越多的国 家和地区的政府和研究机构将目光投向了海洋，因此对海洋资源的大规模开发利用必将成 为今后世界发展的一个热点问题。但由于海洋尤其是深海区域并不属于人类传统的生活地 带，为了解决这个问题必然要发展水下航行器，特别是高效、清洁、环境友好型的水下航行 器。 [0003]现有的水下航行器大多数采用螺旋桨作为推进机构，这种方式存在着很多不可避 免的缺点，如体积大、重量大、噪声大、效率低，且对周围流体的扰动容易影响海洋生物的生 存，甚至对环境造成一定程度的破坏。这些缺点一定程度上限定了水下航行器的应用。 [0004] 在解决科学问题和工程需求的驱动下，科学家们通过对鱼类的大量研究，发现鱼 类在水中又懂事，受到的流体阻力非常小而得到的推力却非常大，无论在效率、机动性还是 对周围环境的影响上，鱼类的推进模式均优于传统的螺旋桨推进模式，其卓越的水中运动 能力为各式现代化的水面舰船和水下航行器所莫及，这也为我们研制新型水下航行器提供 了仿生原型。以此为基础，诞生了通过模仿鱼类游动机理来提高速度、效率和机动性的水下 推进器一仿鱼水下航行器。 [0005]在诸多仿鱼水下航行器中，采用波动鳍推进的仿生机器人具有较好的机动性能， 适合复杂空间和洋流环境下的持续作业，在海底探测、资源探测等许多领域均有迫切需求。 鳐鱼作为一种采用胸鳍推进的海洋鱼类，具有机动性好、隐蔽性强以及适合深海运动等优 点，在这几年得到了越来越多研究人员的关注。人们通过开发不同原理和推进形式的机器 鳐鱼来进一步探讨鳐鱼的运动机理及潜在的应用价值。 [0006]经文献检索，授权公告日为2012年2月1日、授权公告号为CN101665147B的发明 名称为“胸鳍柔性摆动机器鱼”的发明专利，它首次提出了一种利用凸轮滚子传递电机运动 带动胸鳍进行摆动的机器鱼，这种机器鱼可以通过胸鳍的摆动获得推进动力，但由于胸鳍 不具备有直接可控的展向柔性和弦向柔性，因此，其仿生效果跟真实鱼鳍相比也会受到一 定程度的制约。 [0007]授权公告日为2013年5月22日、授权公告号为CN102248995B的发明名称为“咽 颌运动模式欠驱动柔性胸鳍仿生装置”的发明专利，它首次提出了一种采用欠驱动机构模 式的仿生胸鳍，将主动摆动构件和从动摆动构件结合应用，其中主动摆动构件由电机直接 驱动，而从动摆动构件则由主动摆动构件通过阻尼器传递运动，实现了胸鳍的波动运动。但 由于带动胸鳍运动的鳍条都是刚性的摆动构件，因此只能实现胸鳍的展向柔性，而不具备 弦向柔性，这与自然界中真实鱼鳍的结构和运动有一定的区别。 发明内容 3