一种大变形柔性机构线驱动的仿生牛鼻鲼摆动胸鳍

摘要

本发明公开一种大变形柔性机构线驱动的仿生牛鼻鲼摆动胸鳍，包括胸鳍蒙皮胸鳍骨架与胸鳍蒙皮内部设置的胸鳍骨架；骨架由基板与鳍条构成。基板沿仿生胸鳍弦向设置，在基板前部、中部与后部沿胸鳍展向安装有与牛鼻鲼胸鳍鳍条原型展向截面形状相似鳍条，各个鳍条通过线驱动进行上下摆动。各个鳍条两侧设置有一条或多条与牛鼻鲼胸鳍鳍条原型弦向截面形状相似的软肢，各个软肢间以及各个软肢与相邻鳍条间通过弹性线绳相连，由此使仿生牛鼻鲼摆动胸鳍运动过程中沿弦向的波动传递柔顺、平滑、连贯，更加拟合自然原型牛鼻鲼胸鳍的波动运动。本发明的优点为：可实现仿生鳍条的展向柔性分布和柔性变形；实现仿生胸鳍沿弦向的柔性分布和运动过程中的波动传递。

主权项

一种大变形柔性机构线驱动的仿生牛鼻鲼摆动胸鳍，其特征在于：包括胸鳍蒙皮与胸鳍蒙皮内部设置的胸鳍骨架；胸鳍骨架由沿仿生胸鳍弦向设置的基板与鳍条构成；所述鳍条包括前鳍条、中鳍条与后鳍条；前鳍条、中鳍条与后鳍条分别设置在基板前部、中部与后部，均由多于一个的柔性材料关节A构成；且前鳍条、中鳍条与后鳍条中，各关节A为长度与宽度相等的矩形框架结构，由胸鳍末端到尖端依次设置，相邻两关节A间通过柔性材料连杆A同轴串联；上述前鳍条、中鳍条与后鳍条中位于胸鳍末端的关节A一个侧面与基板固连；而关节A的顶面与底面分别用来与胸鳍蒙皮的上下表面贴合，实现对胸鳍蒙皮的支撑；上述前鳍条中每个关节A侧面上下位置分别开有沿胸鳍展向上的通孔A与通孔B；中鳍条中每个关节A侧面上下位置分别开有胸鳍展向上的通孔C与通孔D；后鳍条中每个关节A侧面上下位置分别开有胸鳍展向上的通孔E与通孔F；由此线绳A与线绳B的固定端均与前鳍条中位于胸鳍尖端处的关节A固连，驱动端分别依次过由胸鳍尖端到末端各个关节A上的通孔A与通孔B后，穿过基板连接前驱动器，通过前驱动器实现拉动线绳A与线绳B；线绳C、线绳D的固定端均与中鳍条中位于胸鳍尖端处的关节A固连，驱动端分别依次过由胸鳍尖端到末端各个关节A上的通孔C与通孔D后，穿过基板连接中驱动器，通过中驱动器实现拉动线绳C与线绳D；线绳E、线绳F固定端均与后鳍条中位于胸鳍尖端处的关节A固连，驱动端分别依次过由胸鳍尖端到末端各个关节A上的通孔E与通孔F后，穿过基板连接后驱动器相连，通过后驱动器实现拉动线绳E与线绳F；上述前鳍条前部、前鳍条与中鳍条之间、中鳍条与后鳍条之间以及后鳍条后部分别设置有第一软肢组、第二软肢组、第三软肢组、第四软肢组；第一软肢组、第二软肢组、第三软肢组、第四软肢组分别由至少1条软肢构成；所述软肢由多于一个且高度相等的条状柔性材料关节B构成；各软肢中，关节B由胸鳍的末端到尖端依次设置，相邻的两个关节B之间通过柔性材料连杆B同轴串联；上述软肢中位于胸鳍末端的关节B与基板固连，且关节B两端安装有支撑板，分别用来与胸鳍蒙皮的上下表面贴合，实现胸鳍蒙皮的支撑；上述相连软肢之间以及各个鳍条与其相邻的软肢之间，均通过至少三条位于胸鳍展向上末端、中部、尖端处的弹性绳相连。