摘要
本發明提供了壹種機器仿生水母。它由動力系統、傳動系統、噴水系統和固定架組成，動力系統由四個電磁鐵裝置組成；傳動系統由四個擋板和兩個回位彈簧組成；噴水系統由兩塊表皮、兩根進水管和四根出水管組成；固定架由左、右固定梁組成；電磁鐵裝置安裝在擋板上；擋板固定在蒙皮的上部和下部；蒙皮通過擋板固定在固定架上；復位彈簧的兩端分別與蒙皮的上部和下部連接。進水管設置在皮包的前端，上皮包的出水管對稱設置在皮包的後下端，下皮包的出水管對稱設置在皮包的後上端。本發明真正做到了無噪音，具有功能齊全、結構簡單、工作效率高、價格低廉、易於維護等優點。
頁眉
發明者:張立勛()；王玲軍()
受讓人:哈爾濱工程大學()
相關ce名稱及地址:黑龍江哈爾濱市南崗區南通街145號1棟1。
申請序列號:CN200710071834
歸檔日期:2007年3月6日
分類
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
當前國際班:b63h 1/37(2006.01)I；B63H1/38
審查員
律師、代理人或事務所:哈爾濱哈克專利事務所有限公司；劉亞
要求
要求
1.壹種機器仿生水母，其特征在於它由動力系統、傳動系統、噴水系統和固定架組成，其中動力系統由四個電磁鐵裝置組成，傳動系統由四個擋板和兩個回位彈簧組成，噴水系統由兩塊皮膚、兩根進水管和四根出水管組成，固定架由左、右燕丁亮組成，電磁鐵裝置安裝在擋板2上，擋板固定在皮膚上。皮包通過擋板固定在固定架~ L 2上，復位彈簧兩端分別與E和下擋板固定，進水管設置在皮包前端，上皮包出水管對稱設置在皮包後端下側，下皮包出水管對稱設置在皮包後端上側。
2.根據權利要求1所述的機器仿生水母，其特征在於，所述電磁鐵裝置包括電磁鐵和配套的蓄電池。
3.根據權利要求2所述的機械仿生水母，其特征在於，所述擋板為圓形或橢圓形。
4.根據權利要求3所述的機器仿生水母，其特征在於，所述噴水系統的進水管上設有進水電磁閥，出水管上設有出水電磁閥。
5.根據權利要求4所述的機器仿生水母，其特征在於:所述皮囊為高彈性橡膠，其jF面為圓形或橢圓形，側面為橢圓形。
6.根據權利要求5所述的機器仿生水母，其特征在於:所述電磁鐵裝置設置在擋板的中央，兩個擋板對稱固定在皮膚的上部和F部，連接處設置有密封裝置。
7.根據權利要求6所述的機器仿生水母，其特征在於，所述兩塊皮膚通過各自的擋板對稱固定在由左固定梁和右固定梁組成的固定架上，所述復位彈簧的兩端分別固定有K-F擋板。
8.根據權利要求7所述的機械仿生水母，其特征在於，所述皮膚的進水口的橫截面積大於出水口的橫截面積。
9.根據權利要求8所述的機器仿生水母，其特征在於:進水管設置在皮膚的前端，進水管與皮膚的連接處設置有密封裝置。
描述
描述
(’)技術領域
本發明涉及船舶推進技術領域，尤其涉及壹種水下探測設備。
技術背景
噪聲是影響敵方偵察隱蔽性的最大來源之壹，其中螺旋槳噪聲是敵方水聲設備監聽的主要聲源。雖然采取了壹些改進措施，但仍達不到理想的效果。似乎應該考慮其他推進方式來解決問題。有人設計了槳式螺旋槳和魚尾擺動螺旋槳，但由於結構復雜，效率低，不實用。有人為潛艇設計了壹些噴水推進裝置，但還是不能從根本上消除噪音，因為其驅動或傳動裝置還是有噪音的。
運動靈活性是評價水下偵察設備的壹項重要指標。無論是槳式螺旋槳還是魚尾搖擺螺旋槳，它們的靈活性往往不足。
目前，國內外相關專利主要有以下幾種:
申請號為200510010225.6，名為“大港深水烏賊類軟體動物仿生機器人”的發明專利，采用記憶合金和回位彈簧作為傳動裝置，但由於記憶合金技術不完善，響應速度慢，推進速度受到限制。而且只有壹個出水口，轉向不靈活，F穩定性差。申請號為00111425.5的“噪聲潛艇增壓噴水推進器”專利雖然降低了噪聲，但其齒輪傳動機構仍不能從根本上消除噪聲。
所以目前市面上還沒有壹種設備可以解決困擾水F偵察設備的噪音、靈活性等問題。
發明內容
本發明的目的是提供壹種能夠克服噪音、靈活移動的機器人仿生水母。
本發明的目的是這樣實現的:它由動力系統、傳動系統、噴水系統和固定架組成，其中動力系統由四塊電磁鐵組成；傳動系統由四個擋板和兩個回位彈簧組成；噴水系統由兩塊表皮、兩根進水管和四根出水管組成；固定架由左、右固定梁組成；擋板上設有電磁鐵裝置；擋板固定在蒙皮的上部和下部；蒙皮通過擋板固定在固定架上。回位彈簧的兩端分別與上擋板和下擋板固定，進水管設置在皮包的前端，上皮包的出水管對稱設置在F的後端，下皮包的出水管對稱設置在皮包的上後端。
本發明還具有壹些結構特征:
1.電磁鐵裝置包括電磁鐵及其配套的蓄電池；
2.擋板可以是圓形或橢圓形；
3.噴水系統的進水口處設有進水電磁閥，出水口處設有出水電磁閥；
4.皮包的材料可選用彈性高的橡膠，正面為圓形或橢圓形，側面為橢圓形；5.電磁鐵裝置安裝在擋板的中央，兩塊擋板對稱固定在皮包的上下兩部分，連接處安裝密封裝置:6。兩個皮包通過各自的擋板對稱固定在由左固定梁和右固定梁組成的固定架上，回位彈簧的兩端分別固定在上、下擋板上；7.皮包進水口的橫截面積大於出水口的橫截面積；8.進水管設置在皮包的前端，進水管與皮包的連接處設有密封裝置。本發明根據水母利用肌肉收縮體內水囊，無聲快速噴水的原理，設計了壹種電磁鐵壓在兩個以上皮囊上噴水的無聲機器仿生水母。
本發明通常由兩個外殼組成壹個工作單元。工作開始後，壹個皮包的進水電磁閥打開，其兩個出水電磁閥關閉，兩個電磁鐵在回位彈簧的配合下相互排斥，水從進水電磁閥進入並充滿皮包:在此過程中，另壹個皮包的出水電磁閥關閉，其兩個出水電磁閥打開，兩個電磁鐵相互吸引，擠壓皮包，水從出水電磁閥排出；這樣，當壹個皮膚入水時，另壹個皮膚排水，當壹個皮膚排水時，另壹個皮膚入水，這樣機器人仿生水母交替前進，這個過程就是壹個連續的工作狀態。在前進過程中，如果關閉左出水電磁閥中的壹個，就可以實現整個右轉，如果同時關閉兩個左出水電磁閥，就可以實現整個右轉；反之，可以實現整體的左轉和左急轉彎:通過控制兩塊皮的進水來實現整體的起伏。如果兩層皮同步工作，即同時吸水和噴水，使水母獲得較大的瞬時推力，稱為脈沖前進狀態；也可以只讓其中壹張皮工作推動整體前進，通過控制進水量讓另壹張皮實現整體起伏。總之，機器仿生水母可以實現多種運行狀態:
(1)前進和快進；
(2)退後壹步；
(3)起伏，快速起伏:
(4)左轉彎和左急轉彎:
(5)右轉，急轉彎；
(6)前進和起落同步運行；
(7)前進和轉彎同步進行；
(8)轉彎和起落同步運行。
本發明的推進裝置在水中不使用螺旋槳，也不使用通常傳動系統中有噪音的噴水推進方式，而是在動力和傳動系統中使用全新的無噪音的壓水推進方式；同時，本發明的噴嘴中的水渦流的流體動力噪聲不會高於海水中的固有噪聲；因此，本發明可以真正做到無噪音，具有功能齊全、結構簡單、工作效率高、成本低、易於維護等優點。
附圖簡述
圖1a是本發明的機器人仿生水母的正視圖；
圖2a是本發明的機器人仿生水母的俯視圖；圖3a是本發明的機器人仿生水母的右視圖；圖4a是本發明的機器仿生水母的另壹種狀態圖。
詳細描述
將參考附圖和具體實施例進壹步描述本發明:
結合圖1A-4，本實施例由動力系統、傳動系統、噴水系統和固定架組成。圖中，電磁鐵裝置3、13、15、22構成動力系統，電磁鐵裝置可以是現成的電磁鐵及其配套電池。擋板1，4，12，16和復位彈簧2，14形成壹個傳動系統。擋板L，4，12，16可以是圓形，也可以是橢圓形，材質可以是PTFE，鋼板等。噴水系統由外皮6和L1、進水管18和19、進水電磁閥17和20、出水管7和10、23和26、出水電磁閥8、9、24和25組成。蒙皮6和1 6544進水管18、19和出水管7、10、23、26可由現成的塑料管和薄壁鋼管制成，進水電磁閥17、20和出水電磁閥8、9、24、25可由現成的電磁閥制成:固定梁5、2l形成固定框架電磁鐵裝置3、13、15、22密封後分別嵌在擋板4、12、16、1的中央，固定後在連接處密封:擋板1、4分別固定在皮包6和F部分，上下。擋板12和16分別固定在皮包1l的上下部，上下對稱布置，固定後在連接處密封；左右固定梁2l和5作為固定框架，蒙皮6和11通過各自的擋板4和16對稱固定在固定框架上。回位彈簧2的兩端分別與擋板L和4固定，回位彈簧14的兩端分別與擋板12和16固定；進水管18和19分別固定在蒙皮6、11的前端，出水管7和23對稱固定在蒙皮6的下後端，出水管10和26對稱固定在蒙皮11的上後端，使進水口可以打開和關閉。工作時，出口I=1電磁閥8、24關閉，電磁鐵3、22在回位彈簧2的配合下相互排斥，水從入口I=l電磁閥19進入，充滿皮膚6；在此過程中，出水H的電磁閥9和25關閉，電磁鐵13和15相互吸引，擠壓皮膚ll，水從出水I-7 9和25排出，這樣皮膚6入水時皮膚ll排水，反之，皮膚ll入水時皮膚6排水；這樣，皮膚6和11交替運行，推動機器人仿生水母整體向前，這個過程處於連續工作狀態；在前進過程中，如果出口電磁閥8或9關閉，可以實現整體右轉，如果出口電磁閥8和9同時關閉，可以實現整體右轉；如果出口I: 1電磁閥24或25關閉，可以實現整體左轉；如果出口電磁閥24和25同時關閉，就可以實現整個左急轉彎:通過控制蒙皮6的進水，11，就可以實現整個上下坡。
圖1a和圖4a分別是皮包6和皮包11的兩種交替運行狀態。
如果皮膚6，1l同步工作，即同時吸水和噴水，水母可獲得較大的瞬時推進力，稱為脈沖前進狀態；其中壹個皮膚還可以工作推動整體前進，另壹個皮膚可以通過控制水的攝入來實現整體的起伏。
其中，電磁鐵通過擋板提供動力分別驅動兩個蒙皮；在不斷前進的工作狀態下，兩層皮膚交替吸水排水，從而推動整體前進。在前進過程中，如果關閉左出口的壹個電磁閥，就可以實現整個右轉；如果左出口的兩個電磁閥同時關閉，就可以實現整個右轉；反之，可以實現全程左轉和左轉；整個上下運動可以通過控制兩塊皮膚的水分攝入來實現。如果兩個氣囊同步工作，即同時吸水和噴水，可以獲得較大的瞬時推力，這種狀態稱為脈沖前進狀態；或者只有壹個膀胱做功推動整體前進，另壹個膀胱通過控制進水實現整體起伏。該裝置可以多組組合，形成穩定的勻速和強大的噴水推進。也可以改變動力源用於普通船舶的推進。