CN104443332A 说明书 2/3页 水动作，而转动运动为击水动作提供合适的攻角。平动关节为主动关节，由直流电机直接 驱动：转动关节为被动关节，可在弹簧和流场的共同作用下产生动作，弹簧的刚度可连续调 节，以改变机械系统的固有频率，从而实现自适应高效游动。 [0014](2)通过闭环控制的调节电机可准确、快速地调整被动关节的刚度，使尾鳍被动转 动的固有频率与尾鳍主动平动的频率相适应，从而使尾鳍在共振状态下运行，提高尾鳍的 推进效率。 [0015](3)将主动关节与被动关节相结合，可兼顾机器鱼的可控性和能量效率。 附图说明 [0016] 图1为本发明所述的由主动关节和被动关节联合驱动的仿生机器鱼的立体结构 示意图。 [0017] 图2为尾鳍推进器的剖面示意图。 [0018] 图3为尾鳍推进器的原理示意图。 [0019] 图中标号： [0020]1-密封舱体：2-尾鳍推进器：3-摆臂；4-尾柄：5-尾鳍：6-整流罩：7-端盖：8-主 电机：9调节电机：10-电机支架：11-联轴器；12-主电机输出轴：13-动密封件；14-锥齿 轮；15摆臂转轴：16-尾柄转轴：17-拉伸弹簧：18-钢丝；19-调节电机输出轴：20-绕线 轮。 具体实施方式 [0021]本发明提供了一种由主动关节和被动关节联合驱动的仿生机器鱼，下面结合附图 和实施例对本发明予以说明。 [0022]如图1所示，本发明的主体结构为密封舱体1和尾鳍推进器2。密封舱体1为刚性 壳体并具有鱼雷外形，其内部安装电机、驱动器、控制器、电源及传感器等有效载荷：密封舱 体1尾端连接尾鳍推进器2，尾鳍推进器2具有两自由度摆臂结构，其中摆臂3带动尾鳍5 做平动运动，以产生主要的击水动作，尾柄4带动尾鳍5做转动运动，以为击水动作提供合 适的攻角。在密封舱体1尾端安装整流罩6，一方面保护尾鳍推进器2的传动机构，另一方 面抑制密封舱体1尾部的扰流，降低游动阻力。 [0023]如图2所示，在密封舱体1尾端具有一端盖7，端盖7作为尾鳍推进器的主要支撑 结构与密封舱体1密封连接；主电机8通过电机支架10固定在密封舱体1内；主电机8通 过联轴器11带动主电机输出轴12转动，主电机输出轴12穿过动密封件13将运动输出，动 密封件13固定在端盖7上；由于主电机输出轴12与机器鱼纵向平行，采用一对锥齿轮14 改变传动方向，锥齿轮14带动摆臂转轴15转动，而摆臂转轴15与摆臂3固连，从而实现摆 臂3在水平方向的左右摆动，即尾鳍5的平动运动。 [0024]如图3所示，在摆臂3末端设置一尾柄转轴16，尾柄4通过尾柄转轴16相对摆臂 3转动：摆臂3为中空结构，拉伸弹簧17位于摆臂3的空腔内，并沿摆臂3做伸缩运动，拉 伸弹簧17的后端连接尾柄4：拉伸弹簧17的前端连接钢丝18，钢丝18穿过摆臂3的内部 空腔，并从摆臂转轴15的中心圆孔引出：调节电机9采用与主电机8相同的传动结构将运 动输出，在调节电机输出轴19上安装绕线轮20，钢丝18缠绕在绕线轮20上，调节电机输出 4