袁留根专利
摘要
本发明提供了一种机器仿生水母。它由动力系统、传动系统、喷水系统和固定架组成，动力系统由四个电磁铁装置组成；传动系统由四个挡板和两个回位弹簧组成；喷水系统由两块表皮、两根进水管和四根出水管组成；固定架由左、右固定梁组成；电磁铁装置安装在挡板上；挡板固定在蒙皮的上部和下部；蒙皮通过挡板固定在固定架上；复位弹簧的两端分别与蒙皮的上部和下部连接。进水管设置在皮包的前端，上皮包的出水管对称设置在皮包的后下端，下皮包的出水管对称设置在皮包的后上端。本发明真正做到了无噪音，具有功能齐全、结构简单、工作效率高、价格低廉、易于维护等优点。
页眉
发明者:张立勋()；王玲军()
受让人:哈尔滨工程大学()
相关ce名称及地址:黑龙江哈尔滨市南岗区南通街145号1栋1。
申请序列号:CN200710071834
归档日期:2007年3月6日
分类
ECLA:b63h 11/08；b63h 5/08；b64c 27/20；b63h 25/42；b64c 29/00b 2 b；b63g 8/08；b64c 39/06B；b63h 5/10；b64c 29/02；B64C29/00B2C
当前国际班:b63h 1/37(2006.01)I；B63H1/38
审查员
律师、代理人或事务所:哈尔滨哈克专利事务所有限公司；刘亚
要求
要求
1.一种机器仿生水母，其特征在于它由动力系统、传动系统、喷水系统和固定架组成，其中动力系统由四个电磁铁装置组成，传动系统由四个挡板和两个回位弹簧组成，喷水系统由两块皮肤、两根进水管和四根出水管组成，固定架由左、右燕丁亮组成，电磁铁装置安装在挡板2上，挡板固定在皮肤上。皮包通过挡板固定在固定架~ L 2上，复位弹簧两端分别与E和下挡板固定，进水管设置在皮包前端，上皮包出水管对称设置在皮包后端下侧，下皮包出水管对称设置在皮包后端上侧。
2.根据权利要求1所述的机器仿生水母，其特征在于，所述电磁铁装置包括电磁铁和配套的蓄电池。
3.根据权利要求2所述的机械仿生水母，其特征在于，所述挡板为圆形或椭圆形。
4.根据权利要求3所述的机器仿生水母，其特征在于，所述喷水系统的进水管上设有进水电磁阀，出水管上设有出水电磁阀。
5.根据权利要求4所述的机器仿生水母，其特征在于:所述皮囊为高弹性橡胶，其jF面为圆形或椭圆形，侧面为椭圆形。
6.根据权利要求5所述的机器仿生水母，其特征在于:所述电磁铁装置设置在挡板的中央，两个挡板对称固定在皮肤的上部和F部，连接处设置有密封装置。
7.根据权利要求6所述的机器仿生水母，其特征在于，所述两块皮肤通过各自的挡板对称固定在由左固定梁和右固定梁组成的固定架上，所述复位弹簧的两端分别固定有K-F挡板。
8.根据权利要求7所述的机械仿生水母，其特征在于，所述皮肤的进水口的横截面积大于出水口的横截面积。
9.根据权利要求8所述的机器仿生水母，其特征在于:进水管设置在皮肤的前端，进水管与皮肤的连接处设置有密封装置。
描述
描述
(’)技术领域
本发明涉及船舶推进技术领域，尤其涉及一种水下探测设备。
技术背景
噪声是影响敌方侦察隐蔽性的最大来源之一，其中螺旋桨噪声是敌方水声设备监听的主要声源。虽然采取了一些改进措施，但仍达不到理想的效果。似乎应该考虑其他推进方式来解决问题。有人设计了桨式螺旋桨和鱼尾摆动螺旋桨，但由于结构复杂，效率低，不实用。有人为潜艇设计了一些喷水推进装置，但还是不能从根本上消除噪音，因为其驱动或传动装置还是有噪音的。
运动灵活性是评价水下侦察设备的一项重要指标。无论是桨式螺旋桨还是鱼尾摇摆螺旋桨，它们的灵活性往往不足。
目前，国内外相关专利主要有以下几种:
申请号为200510010225.6，名为“大港深水乌贼类软体动物仿生机器人”的发明专利，采用记忆合金和回位弹簧作为传动装置，但由于记忆合金技术不完善，响应速度慢，推进速度受到限制。而且只有一个出水口，转向不灵活，F稳定性差。申请号为00111425.5的“噪声潜艇增压喷水推进器”专利虽然降低了噪声，但其齿轮传动机构仍不能从根本上消除噪声。
所以目前市面上还没有一种设备可以解决困扰水F侦察设备的噪音、灵活性等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服噪音、灵活移动的机器人仿生水母。
本发明的目的是这样实现的:它由动力系统、传动系统、喷水系统和固定架组成，其中动力系统由四块电磁铁组成；传动系统由四个挡板和两个回位弹簧组成；喷水系统由两块表皮、两根进水管和四根出水管组成；固定架由左、右固定梁组成；挡板上设有电磁铁装置；挡板固定在蒙皮的上部和下部；蒙皮通过挡板固定在固定架上。回位弹簧的两端分别与上挡板和下挡板固定，进水管设置在皮包的前端，上皮包的出水管对称设置在F的后端，下皮包的出水管对称设置在皮包的上后端。
本发明还具有一些结构特征:
1.电磁铁装置包括电磁铁及其配套的蓄电池；
2.挡板可以是圆形或椭圆形；
3.喷水系统的进水口处设有进水电磁阀，出水口处设有出水电磁阀；
4.皮包的材料可选用弹性高的橡胶，正面为圆形或椭圆形，侧面为椭圆形；5.电磁铁装置安装在挡板的中央，两块挡板对称固定在皮包的上下两部分，连接处安装密封装置:6。两个皮包通过各自的挡板对称固定在由左固定梁和右固定梁组成的固定架上，回位弹簧的两端分别固定在上、下挡板上；7.皮包进水口的横截面积大于出水口的横截面积；8.进水管设置在皮包的前端，进水管与皮包的连接处设有密封装置。本发明根据水母利用肌肉收缩体内水囊，无声快速喷水的原理，设计了一种电磁铁压在两个以上的皮囊上喷水的无声机器仿生水母。
本发明通常由两个外壳组成一个工作单元。工作开始后，一个皮包的进水电磁阀打开，其两个出水电磁阀关闭，两个电磁铁在回位弹簧的配合下相互排斥，水从进水电磁阀进入并充满皮包:在此过程中，另一个皮包的出水电磁阀关闭，其两个出水电磁阀打开，两个电磁铁相互吸引，挤压皮包，水从出水电磁阀排出；这样，当一个皮肤入水时，另一个皮肤排水，当一个皮肤排水时，另一个皮肤入水，这样机器人仿生水母交替前进，这个过程就是一个连续的工作状态。在前进过程中，如果关闭左出水电磁阀中的一个，就可以实现整个右转，如果同时关闭两个左出水电磁阀，就可以实现整个右转；反之，可以实现整体的左转和左急转弯:通过控制两块皮的进水来实现整体的起伏。如果两层皮同步工作，即同时吸水和喷水，使水母获得较大的瞬时推力，称为脉冲前进状态；也可以只让其中一张皮工作推动整体前进，通过控制进水量让另一张皮实现整体起伏。总之，机器仿生水母可以实现多种运行状态:
(1)前进和快进；
(2)退后一步；
(3)起伏，快速起伏:
(4)左转弯和左急转弯:
(5)右转，急转弯；
(6)前进和起落同步运行；
(7)前进和转弯同步进行；
(8)转弯和起落同步运行。
本发明的推进装置在水中不使用螺旋桨，也不使用通常传动系统中有噪音的喷水推进方式，而是在动力和传动系统中使用全新的无噪音的压水推进方式；同时，本发明的喷嘴中的水涡流的流体动力噪声不会高于海水中的固有噪声；因此，本发明可以真正做到无噪音，具有功能齐全、结构简单、工作效率高、成本低、易于维护等优点。
附图简述
图1a是本发明的机器人仿生水母的正视图；
图2a是本发明的机器人仿生水母的俯视图；图3a是本发明的机器人仿生水母的右视图；图4a是本发明的机器仿生水母的另一种状态图。
详细描述
将参考附图和具体实施例进一步描述本发明:
结合图1A-4，本实施例由动力系统、传动系统、喷水系统和固定架组成。图中，电磁铁装置3、13、15、22构成动力系统，电磁铁装置可以是现成的电磁铁及其配套电池。挡板1，4，12，16和复位弹簧2，14形成一个传动系统。挡板L，4，12，16可以是圆形，也可以是椭圆形，材质可以是PTFE，钢板等。喷水系统由外皮6和L1、进水管18和19、进水电磁阀17和20、出水管7和10、23和26、出水电磁阀8、9、24和25组成。蒙皮6和1 6544进水管18、19和出水管7、10、23、26可由现成的塑料管和薄壁钢管制成，进水电磁阀17、20和出水电磁阀8、9、24、25可由现成的电磁阀制成:固定梁5、2l形成固定框架电磁铁装置3、13、15、22密封后分别嵌在挡板4、12、16、1的中央，固定后在连接处密封:挡板1、4分别固定在皮包6和F部分，上下。挡板12和16分别固定在皮包1l的上下部，上下对称布置，固定后在连接处密封；左右固定梁2l和5作为固定框架，蒙皮6和11通过各自的挡板4和16对称固定在固定框架上。回位弹簧2的两端分别与挡板L和4固定，回位弹簧14的两端分别与挡板12和16固定；进水管18和19分别固定在蒙皮6、11的前端，出水管7和23对称固定在蒙皮6的下后端，出水管10和26对称固定在蒙皮11的上后端，使进水口可以打开和关闭。工作时，出口I=1电磁阀8、24关闭，电磁铁3、22在回位弹簧2的配合下相互排斥，水从入口I=l电磁阀19进入，充满皮肤6；在此过程中，出水H的电磁阀9和25关闭，电磁铁13和15相互吸引，挤压皮肤ll，水从出水I-7 9和25排出，这样皮肤6入水时皮肤ll排水，反之，皮肤ll入水时皮肤6排水；这样，皮肤6和11交替运行，推动机器人仿生水母整体向前，这个过程处于连续工作状态；在前进过程中，如果出口电磁阀8或9关闭，可以实现整体右转，如果出口电磁阀8和9同时关闭，可以实现整体右转；如果出口I: 1电磁阀24或25关闭，可以实现整体左转；如果出口电磁阀24和25同时关闭，就可以实现整个左急转弯:通过控制蒙皮6的进水，11，就可以实现整个上下坡。
图1a和图4a分别是皮包6和皮包11的两种交替运行状态。
如果皮肤6，1l同步工作，即同时吸水和喷水，水母可获得较大的瞬时推进力，称为脉冲前进状态；其中一个皮肤还可以工作推动整体前进，另一个皮肤可以通过控制水的摄入来实现整体的起伏。
其中，电磁铁通过挡板提供动力分别驱动两个蒙皮；在不断前进的工作状态下，两层皮肤交替吸水排水，从而推动整体前进。在前进过程中，如果关闭左出口的一个电磁阀，就可以实现整个右转；如果左出口的两个电磁阀同时关闭，就可以实现整个右转；反之，可以实现全程左转和左转；整个上下运动可以通过控制两块皮肤的水分摄入来实现。如果两个气囊同步工作，即同时吸水和喷水，可以获得较大的瞬时推力，这种状态称为脉冲前进状态；或者只有一个膀胱做功推动整体前进，另一个膀胱通过控制进水实现整体起伏。该装置可以多组组合，形成稳定的匀速和强大的喷水推进。也可以改变动力源用于普通船舶的推进。