Abstract
本發明提供了壹種機器仿生水母。它是由動力系統、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，傳動系統由四塊擋板和兩個復位彈簧組成，噴水系統由兩個皮囊、兩個進水管和四個出水管組成，固定架由左、右固定梁組成，電磁鐵裝置設置在擋板上，擋板固定在皮囊的上、下部，皮囊通過擋板固定在固定架上，復位彈簧兩端分別與上、下擋板固定；進水管布置在皮囊的前端，上皮囊的出水管對稱地布置在皮囊的下後端，下皮囊的出水管對稱地布置在皮囊的上後端。本發明真正做到了無噪聲並且具有功能齊全，結構簡單，工作效率高、價廉、易於維護等優點。
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Inventors: 張立勛 (); 王令軍 ()
Assignee: 哈爾濱工程大學 ()
Correspondence Name and Address: 150001黑龍江省哈爾濱市南崗區南通大街145號1號樓
Application Serial No.: CN200710071834
Filed: 2007-03-06
Classification
ECLA: B63H11/08; B63H5/08; B64C27/20; B63H25/42; B64C29/00B2B; B63G8/08; B64C39/06B; B63H5/10; B64C29/02; B64C29/00B2C
Current Intern'l Class: B63H1/37(2006.01)I; B63H1/38(2006.01)I
Examiner
Attorney, Agent or Firm: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司;劉 婭
Claims
Claims
1. 壹種機器仿生水母，其特征是：它是由動力系統、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，傳動系統由四塊擋板和兩個復位彈簧組成，噴水系統由兩個皮囊、兩個進水管和四個出水管組成，固定架由左、右閻定梁組成，電磁鐵裝置設置在擋板上二，擋板固定在皮囊的七、下部，皮囊通過擋板固定在固定架～l二，復能彈簧兩端分別與E、下擋板固定，進水管布置在皮囊的前端，上皮囊的出水管對稱地布旨在皮囊的下後端，下皮囊的出水管對稱地布置在皮囊的上後端。
2. 根據權利要求1所述的機器仿生水母，其特征是：所述的電磁鐵裝置包括電磁鐵和其匹配的蓄電池。
3. 根據權利要求2所述的機器仿生水母，其特征是：所述的擋板呈圓形或橢圓形。
4. 根據權利要求3所述的機器仿生水母，其特征是：所述的噴水系統的進水管處設置有進水口電磁閥，出水管處設置有出水口電磁閥。
5. 根據權利要求4所述的機器仿生水母，其特征是：所述的皮囊為彈性較高的橡膠，其jF面呈圓形或橢圓形，側面呈橢圓形。
6. 根據權利要求5所述的機器仿生水母，其特征是：所述的電磁鐵裝置設置在擋板的中央，兩塊擋板上下對稱地固定在壹個皮囊的上、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，其特征是：所述的兩個皮囊～|蔔^對稱的通過各自擋板固定在左、右固定梁構成的固定架上，復位彈簧兩端分別與k—F擋板固定。
8. 根據權利要求7所述的機器仿生水母，其特征是：所述的皮囊進水11截面積大於出水[]截面積。
9. 根據權利要求8所述的機器仿生水母，其特征是：所述的進水管設置在皮囊的前端，進水管與皮囊的連接處設置有密封裝置。
Description
Description
(‘)技術領域
本發明涉及船舶推進技術領域，具體涉及壹種水下探測設備。
背景技術
噪音是影響敵情偵察隱蔽性的最大根源之～·，其中螺旋槳推進器噪音是敵方水聲設備監聽的主要聲源，雖然采取壹些改進措施，但還是達不到理想的效果。問題的解決似乎應考慮尋找其它推進途徑，曾有人設計用劃槳式，魚尾擺動式的推進器，但因其結構復雜、效率低而並不實用；也有人曾設計了壹壹些噴水推進裝置用於潛水艇上，但是仍然不能從根本上消除噪音，因為其驅動或傳動裝置仍然有噪聲。
運動靈活性是評定水下偵察設備的～壹項重要指標，無論是劃槳式還是魚尾擺動式推進器，它們的靈活性往往不夠。
目前，國內外相關專利主要有以下幾種：
申請號為200510010225．6的專利名稱為“仿烏賊型軟體動物大港深水下仿生機器人”的發明專利利用記憶合金和復位彈簧為傳動裝置，由於記憶合金技術並不太完善，而且響應速度慢，其推進速度受到限制；而且它只有壹個出水口，轉向不靈活，、F穩性差；申請號為00111425．5的專利名稱為“無噪音潛水艇壓水式噴水推進器”的發明號利的推進原理雖然降低了噪聲，但是其齒輪傳動機構仍然不能從根本上消除噪音。
因此，目前市場上還沒有壹種設備能夠解決噪聲、靈活度等困擾水F偵察設備的難題。
發明內容
本發明的目的在於提供壹種能夠克服噪音，並運動靈活的機器仿生水母。
本發明的目的是這樣實現的：它是由動力系統、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囂組成，傳動系統由四塊擋板和兩個復位彈簧組成，噴水系統由兩個皮囊、兩個進水管和四個出水管組成，固定架由左、右固定梁組成，電磁鐵裝置設置在擋板上，擋板固定在皮囊的上、下部，皮囊通過擋板固定在固定架上，復位彈簧兩端分別與上、下擋板固定，進水管布置在皮囊的前端，上皮囊的出水管對稱地布置在皮囊的F後端，下皮囊的出水管對稱地布置在皮囊的上後端。
本發明還有這樣壹些結構特征：
1、所述的電磁鐵裝置包括電磁鐵和其匹配的蓄電池；
2、所述的擋板可以呈圓形或橢圓形；
3、所述的噴水系統的進水管處設置有進水口電磁閥，出水管處設置有出水口電磁閥；
4、所述的皮囊的材料可選用彈性較高的橡膠，其正面呈圓形或橢圓形，側面呈橢圓形； 5、所述的電磁鐵裝置設置在擋板的中央，兩塊擋板上下對稱地固定在壹個皮囊的上、下部，連接處設置有密封裝置： 6、所述的兩個皮囊上下對稱的通過各自擋板固定在左、右固定梁構成的固定架上，復位彈簧兩端分別與上、下擋板固定； 7、所述的皮囊進水口截面積大於出水口截面積； 8、所述的進水管設置在皮囊的前端，進水管與皮囊的連接處設置有密封裝置。 本發明是根據水母用肌肉收縮體內水囊噴水而無聲快速前進的原理設計壹種電磁鐵加壓於兩個以上的皮囊而噴水的無噪音機器仿生水母。
本發明通常由兩個皮囊組成壹個工作單元。工作開始後，壹個皮囊的進水口電磁閥打開，同時其兩個出水口電磁閥關閉，兩個電磁鐵在復位彈簧的配合下相互排斥，使水從進水口電磁閥進入並充滿此皮囊：在此過程中另壹個皮囊的出水口電磁閥關閉，同時其兩個出水口電磁閥打開，兩個電磁鐵相互吸引，擠壓皮囊，使水從出水口電磁閥排出；這樣壹個皮囊進水時另壹個皮囊排水，壹個皮囊排水時另壹個皮囊進水，如此交替運動，推動機器仿生水母前進，這個過程為連續前進工作狀態。前進過程中若關閉左側其中壹個出水口電磁閥可以實現整體右轉彎，若同時關閉左側兩個出水口電磁閥可以實現整體右急轉彎；反之，可以實現整體左轉彎、左急轉彎：通過控制兩個皮囊的進水量可以實現整體沈浮運動。若兩個皮囊同步工作即同時吸水，同時噴水，這樣水母可以得到較大的瞬時推力，該狀態稱為脈沖前進狀態；也可以僅讓其中壹個皮囊工作，推動整體前進，而讓另壹個皮囊通過控制進水量實現整體沈浮。總之，機器仿生水母可以實現多種運行狀態：
(1)前進、快速前進；
(2)後退；
(3)沈浮、快速沈浮：
(4)左轉彎、左急轉彎：
(5)右轉彎、右急轉彎；
(6)前進和沈浮同步運行；
(7)前進和轉彎同步運行；
(8)轉彎和沈浮同步運行。
本發明的推進裝置沒有在水中使用螺旋槳，又沒有使用通常傳動系統有噪聲的噴水推進方式，而是使用了壹種全新的動力及傳動系統均無噪聲的壓水推進方式；同時本發明水口的水流旋渦的流體動力噪音也不會高於海水中的固有噪聲；因此，機器仿生水母就可以真正做到無噪聲，而且本發明具有功能齊全，結構簡單，工作效率高、價廉、易二F維護等優點。
附圖說明
圖1a是本發明機器仿生水母的主視圖；
圖2a是本發明機器仿生水母的俯視圖； 圖3a是本發明機器仿生水母的右視圖； 圖4a是本發明機器仿生水母的另壹狀態圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進壹步的說明：
結合圖1a—4，本實施例是由動力系統、傳動系統、噴水系統和固定架組成，附圖中電磁鐵裝置3、13、15、22組成動力系統，電磁鐵裝置可選用現成的電磁鐵和其匹配的蓄電池；擋板l、4、12、16和復位彈簧2、14組成傳動系統，擋板l、4、12、16可以呈圓形或橢圓形，其材料可用聚四氟乙烯、鋼板等，復位彈簧2、14可選用現成的彈簧；皮囊6、ll，進水管18、19，進水口電磁閥17、20，出水管7、10、23、26，出水口電磁閥8、9、24、25組成噴水系統，皮囊6、1 1的材料可選用彈性較高的橡膠，其正面呈圓形或橢圓形，側面呈橢圓形，進水管18、19和出水管7、10、23、26可選用現成的塑料管、薄壁鋼管等，進水口電磁閥17、20和出水口電磁閥8、9、24、25可選用現成的電磁閥：固定梁5、2l組成固定架，固定梁5、21可用工字鋼制作；電磁鐵裝置3、13、15、22經密封後分別鑲嵌在擋板4、12、16、1中央，且固定後要在連接處密封：擋板1、4分別固定在皮囊6上、F部，並上下對稱布置，且固定後要在連接處密封；擋板12、16分別固定在皮囊1l的上、下部，並上下對稱布置，且固定後要在連接處密封；以左、右固定梁2l、5為固定架，皮囊6、11上下對稱的通過各自擋板4、16固定在固定架上；復位彈簧2兩端分別與擋板l、4固定，復位彈簧14兩端分別與擋板12、16固定；進水管18、19與分別固定在皮囊6、11的前端，出水管7、23對稱地固定在皮囊6的下後端，出水管10、26對稱地固定在皮囊11上後端，進水口的開閉可用進水口電磁閥17、20控制，出水口的開閉可用出水121電磁閥8、9、24、25控制。工作時出水I=1電磁閥8、24關閉，電磁鐵3、22在復位彈簧2的配合下相互排斥，水由進水I=l電磁閥19進入，充滿皮囊6；在此過程中出水H電磁閥9、25關閉，電磁鐵13、15相互吸引，擠壓皮囊ll，水由出水I-7 9、25排出，這樣皮囊6進水時皮囊ll排水，反之皮囊ll進水時皮囊6排水；如此皮囊6和皮囊11交替運行．推動機器仿生水母整體前進，這個過程為連續前進工作狀態；前進過程中若關閉出水口電磁閥8或9可以實現整體右轉彎，若同時關閉出水口電磁閥8、9可以實現整體右急轉彎；若關閉出水I：1電磁閥24或25可以實現整體左轉彎；若同時關閉出水口電磁閥24、25可以實現整體左急轉彎：通過控制皮囊6、11的進水量可以實現整體沈浮運動。
圖1a和圖4a分別是運動過程中皮囊6和皮囊11的兩個交替運行狀態。
若皮囊6、1l同步工作即同時吸水、同時噴水，水母可以得到較大的瞬時推進力，該狀態稱為脈沖前進狀態：也可讓其中壹個皮囊工作，推動整體前進，讓另壹個皮囊通過控制進水量可以實現整體沈浮運動。
其中，電磁鐵提供動力，經擋板分別帶動兩個皮囊；在連續前進工作狀態，兩個皮囊交替吸水、排水，推動整體前進，前進過程中若關閉左側其中壹個出水口電磁閥可以實現整體右轉彎，若同時關閉左側兩個出水口電磁閥可以實現整體右急轉彎：反之．可以實現整體左轉彎、左急轉彎：通過控制兩個皮囊的進水量可以實現整體沈浮運動。若兩個皮囊同步工作即同時吸水、同時噴水，可以得到較大的瞬時推力，該狀態稱為脈沖前進狀態：也可以僅讓其中壹個皮囊工作，推動整體前進，而讓另壹個皮囊通過控制進水量實現整體沈浮。可以把該裝置進行多組組合，形成穩定的均速和強力的噴水推進。也可以改變動力來源用於普通船舶的推進。