一种鱼尾形可收缩尾舵

1.本实用新型属于水下机器人尾舵的技术领域，具体涉及一种鱼尾形可收缩尾舵。

背景技术：

2.水下机器人按驱动方式进行分类，可分为欠驱动水下机器人以及全驱动水下机器人。全驱动水下机器主要指可以利用水下机器自身所搭载的多个推进器实现水下机器人的转向等功能，而对于欠驱动水下机器人而言，只能依靠单个推进器进行驱动，转向主要依靠搭载在机器人尾部可调节方向的导流板(尾舵)，导流板通过舵机带动其旋转，在推进器工作时导流板转动不同方向将起到不同程度的导流效果，从而带动整个水下机器朝不同方向的转动。大多数欠驱动水下机器人上搭载的导流板形状多采用普通的长方形等简单结构设计，并且只能绕单个轴进行旋转而导致其导流效果较为一般。只有在水下仿生鱼类机器人的机构设计上才能看到类似鱼类尾部性状的尾舵设计，并且由于仿生机器人主要靠尾舵提供动力导致尾舵一般设计为较大尺寸，这样的好处是可以在尾舵转动过程中起到较好的导流效果，但为了轻量化设计又不得不将其厚度设计的较为单薄，但这种单薄的设计的弊端是，在水中受到较大的干扰时容易发生损坏，并且在仿生机器人及欠驱动水下机器人沉入海底时，会出现由于尾舵太大导致整机无法正常接触到海底，这导致其尾舵在水下不同海况中可能会受到不同程度的外力压迫变形甚至损坏。其次，大多数水下机器人都未将尾部的转向机构的精力花费在尾舵的形状设计上面，再者，当尾舵体形较大时，尾舵的可收缩性就成了一个需要探讨的问题。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种鱼尾形可收缩尾舵，以解决当尾舵体型较大时影响水下机器人整体性能的问题。
4.为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
5.一种鱼尾形可收缩尾舵，其包括防水舵机、连杆组件、三角形尾舵支撑架、尾舵底座和尾舵；
6.防水舵机与连杆组件一端相连，连杆组件的另一端与尾舵底座连接；尾舵固定于尾舵底座上；尾舵底座通过尾舵支撑连杆与三角形尾舵支撑架相连；三角形尾舵支撑架设于欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾端。
7.进一步地，连杆组件包括第一舵机连杆、第二舵机连杆、第三舵机连杆、第四舵机连杆和尾舵连杆；
8.第一舵机连杆一端连接在防水舵机的转轴上，另一端与第二舵机连杆的一端通过销钉连接；第三舵机连杆的一端固定在防水舵机转轴外围的大圆柱座上，并可绕其进行旋转，其另一端与第四舵机连杆通过第一销钉孔连接；第四舵机连杆与第二舵机连杆通过第四销钉孔连接；
9.第二舵机连杆与尾舵连杆通过销钉连接，尾舵连杆镶嵌在尾舵底座的尾舵连杆固
定孔中。
10.进一步地，尾舵包括上尾舵和下尾舵；下尾舵包括下尾舵主体；下尾舵主体为两片相连的薄板；下尾舵两片薄板的上端开口将上尾舵夹持在中间，并以下尾舵螺栓孔作为旋转轴，沿上尾舵向上滑动。
11.进一步地，下尾舵主体上设有下尾舵螺栓孔，两片相连的薄板上设有下尾舵挡板和下尾舵限位挡块。
12.进一步地，上尾舵包括上尾舵主体；上尾舵主体上设有上尾舵螺栓孔。
13.进一步地，尾舵底座的一端开设u型槽，u型槽对立的两个槽壁上开设有上尾舵固定孔、下尾舵固定孔和调节孔；上尾舵固定孔与上尾舵螺栓孔适配，下尾舵固定孔与下尾舵螺栓孔适配。
14.进一步地，尾舵底座的u型槽与上尾舵和下尾舵通过销钉连接。
15.进一步地，尾舵底座一端与尾舵支撑连杆通过销钉连接；尾舵支撑连杆与三角形尾舵支撑架通过螺栓固定在欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾端
16.本实用新型提供的鱼尾形可收缩尾舵，具有以下有益效果：
17.本实用新型的尾舵设计，可更好地保护了尾舵本身，减少尾舵的破损概率，扩大了其适用范围；
18.本实用新型可通过可收缩尾舵降低受损的可能，以避免尾舵本身结构较大所造成的弊端；
19.本实用新型在欠驱动水下机器人或仿生水下机器人安装尾舵组件时，当其整机降落在水中底面的时候，可以通过往上收缩，上浮时又可以下落，从而实现更好地降落在海底，其次，尾舵可进行转向以及连续摆动提供驱动力两种功能。
附图说明
20.图1尾舵的整体结构示意图一；
21.图2尾舵的整体结构示意图二；
22.图3尾舵的整体局部放大示意图；
23.图4尾舵的舵机连杆结构示意图；
24.图5尾舵的舵机连杆结构示意图一；
25.图6尾舵的舵机结构示意图；
26.图7尾舵的舵机连杆结构示意图二；
27.图8尾舵的舵机底座单个零件示意图；
28.图9尾舵的下尾舵单个零件示意图；
29.图10尾舵的上尾舵单个零件示意图；
30.图11尾舵的上下尾舵配合示意图；
31.图12应用场景示意图一；
32.图13应用场景示意图二；
33.其中，c1、防水舵机；c2、第一舵机连杆；c3、第二舵机连杆；c4、尾舵连杆；c5、尾舵底座；c6、尾舵支撑连杆；c7、三角形尾舵支撑架；c8、上尾舵；c9、下尾舵；c10、第四舵机连杆；c11、第三舵机连杆；c12、第一销钉孔；c13、第二销钉孔；c14、第三销钉孔；c15、第四销钉
孔；c5-1、底座插销孔；c5-2、尾舵连杆固定孔；c5-3、上尾舵固定孔；c5-4、下尾舵固定孔； c5-5、调节孔；c8-1、上尾舵主体；c8-2、上尾舵螺栓孔；c9-1、下尾舵螺栓孔；c9-2、下尾舵挡板；c9-3、下尾舵限位挡块；c9-4、下尾舵主体。
具体实施方式
34.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
35.实施例1，参考图1，本方案的鱼尾形可收缩尾舵，包括：
36.防水舵机c1、连杆组件、三角形尾舵支撑架c7、尾舵底座c5和尾舵；
37.防水舵机c1与连杆组件一端摆动相连，连杆组件的另一端与尾舵底座c5 连接；尾舵固定于尾舵底座c5上；尾舵底座c5通过尾舵支撑连杆c6与三角形尾舵支撑架c7相连；三角形尾舵支撑架c7设于欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾端。
38.防水舵机c1可根据实际应用场景固定于欠驱动水下机器人或仿生水下机器人上。
39.本实施例的尾舵通过两片相连的类鱼尾设计，实现了尾舵的可收缩功能，同时这种设计可以避免水下机器人尾舵部分在遇到意外碰撞时可进行向上旋转收缩来降低被损坏的程度；除此，配合连杆组件，还可实现尾舵的连续摆动以及固定角度摆动，通过将其安装在欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾部即可利用其不同的摆动方式带动整机向前运动以及提供转向两种功能。
40.实施例2，参考图1～图7，为实现本方案尾舵的摆动，本实施例给出一种连杆组件的具体实施例，其具体包括：
41.连杆组件包括第一舵机连杆c2、第二舵机连杆c3、第三舵机连杆c11、第四舵机连杆c10和尾舵连杆c4；
42.第三舵机连杆c11和第四舵机连杆c10具有支撑作用，当遇到较强扭矩时可以减轻第三舵机连杆c11以及第四舵机连杆c10的受力。
43.第一舵机连杆c2一端连接在防水舵机c1的转轴上，另一端与第二舵机连杆c3的一端通过第三销钉孔c14连接。
44.第三舵机连杆c11的一端固定在防水舵机c1转轴外围的大圆柱座上，并可绕其进行旋转，大圆柱体不受舵机转轴转动影响，其另一端与第四舵机连杆c10 通过第一销钉孔c12连接；第四舵机连杆c10与第二舵机连杆c3通过第四销钉孔c15连接；
45.第二舵机连杆c3与尾舵连杆c4通过第二销钉孔c13连接，尾舵连杆c4 镶嵌在尾舵底座c5的尾舵连杆固定孔c5-2中，并与尾舵底座c5同时转动。
46.在具体作业时，防水舵机c1通过做圆周运动带动第一舵机连杆c2、第二舵机连杆c3、第三舵机连杆c11、第四舵机连杆c10以及尾舵连杆c4进行摆动，尾舵连杆c4与尾舵底座c5固定在一起，从而带动尾舵底座c5绕底座插销孔c5-1做圆弧形运动，实现了尾舵的左右摆动，第三舵机连杆c11的形状设计可以使得整个连杆在进行360度旋转过程中各杆不会发生空间位置上的碰撞。
47.实施例3，参考图8～图13，本实施例的尾舵包括上尾舵c8和下尾舵c9；
48.下尾舵c9包括下尾舵主体c9-4，下尾舵主体c9-4为两片相连的薄板，两片薄板的上端开口；下尾舵c9两片薄板的上端开口将上尾舵c8夹持在中间，并以下尾舵螺栓孔c9作为旋转轴，沿上尾舵c8向上滑动。
49.下尾舵主体c9-4上设有下尾舵螺栓孔c9，两片相连的薄板上设有下尾舵挡板c9-2和下尾舵限位挡块c9-3。
50.上尾舵c8包括上尾舵主体c8-2；上尾舵主体c8-2上设有上尾舵c8螺栓孔。
51.尾舵底座c5的一端开设u型槽，u型槽对立的两个槽壁上开设有上尾舵 c8固定孔、下尾舵固定孔c5-4和调节孔c5-5；调节孔c5-5用于调节下尾舵 c9向下旋转的最小角度，调节孔c5-5的位置相对于下尾舵固定孔c5-4可以进行上下改动，需要表明的是，其调节需要配合下尾舵限位挡块c9-3的位置设置，下尾舵限位挡块c9-3不得超过上尾舵主体c8-2下部前端的卡槽；上尾舵c8固定孔与上尾舵c8螺栓孔适配，下尾舵固定孔c5-4与下尾舵螺栓孔c9适配。
52.尾舵底座c5的u型槽与上尾舵c8和下尾舵c9通过销钉连接。
53.尾舵底座c5一端与尾舵支撑连杆c6通过销钉连接，尾舵支撑连杆c6与三角形尾舵支撑架c7通过螺栓固定在欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾端。
54.需要表明的是，本方案所描述的销钉以及销钉孔连接方式都表明其各连杆之间可进行相对的转动，并不代表将它们之间真正的相互固定。
55.本方案的工作原理为：
56.防水舵机c1作为驱动元件，带动连杆组件进行联动式的摆动从而带动尾部的尾舵进行转动。
57.可调节尾舵通过尾舵支撑架固定，可绕支撑架旋转轴旋转，可调节尾舵作用是在机器人接触到海底、接触到硬物或受到较大意外冲击时，为避免机器人尾舵结构过大所带来的严重损坏，下尾舵c9可通过向上收缩进行躲避障碍物；
58.尾舵的旋转可进行固定角度旋转和360度旋转两种模式，根据各连杆合理的长度及外形设计可实现尾舵的固定角度旋转以及连续左右摆动功能。
59.虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

技术特征：

1.一种鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：包括防水舵机、连杆组件、三角形尾舵支撑架、尾舵底座和尾舵；所述防水舵机与连杆组件一端相连，所述连杆组件的另一端与尾舵底座连接；所述尾舵固定于尾舵底座上；所述尾舵底座通过尾舵支撑连杆与三角形尾舵支撑架相连；所述三角形尾舵支撑架设于欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾端。2.根据权利要求1所述的鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：所述连杆组件包括第一舵机连杆、第二舵机连杆、第三舵机连杆、第四舵机连杆和尾舵连杆；所述第一舵机连杆一端连接在防水舵机的转轴上，另一端与第二舵机连杆的一端通过销钉连接；所述第三舵机连杆的一端固定在防水舵机转轴外围的大圆柱座上，并可绕其进行旋转，其另一端与第四舵机连杆通过第一销钉孔连接；第四舵机连杆与第二舵机连杆通过第四销钉孔连接；所述第二舵机连杆与尾舵连杆通过销钉连接，尾舵连杆镶嵌在尾舵底座的尾舵连杆固定孔中。3.根据权利要求1所述的鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：所述尾舵包括上尾舵和下尾舵；所述下尾舵包括下尾舵主体；所述下尾舵主体为两片相连的薄板；所述下尾舵两片薄板的上端开口将上尾舵夹持在中间，并以下尾舵螺栓孔作为旋转轴，沿上尾舵向上滑动。4.根据权利要求3所述的鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：所述下尾舵主体上设有下尾舵螺栓孔，两片相连的薄板上设有下尾舵挡板和下尾舵限位挡块。5.根据权利要求4所述的鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：所述上尾舵包括上尾舵主体；所述上尾舵主体上设有上尾舵螺栓孔。6.根据权利要求5所述的鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：所述尾舵底座的一端开设u型槽，所述u型槽对立的两个槽壁上开设有上尾舵固定孔、下尾舵固定孔和调节孔；所述上尾舵固定孔与上尾舵螺栓孔适配，下尾舵固定孔与下尾舵螺栓孔适配。7.根据权利要求6所述的鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：所述尾舵底座的u型槽与上尾舵和下尾舵通过销钉连接。8.根据权利要求2所述的鱼尾形可收缩尾舵，其特征在于：所述尾舵底座一端与尾舵支撑连杆通过销钉连接；所述尾舵支撑连杆与三角形尾舵支撑架通过螺栓固定在欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾端。

技术总结

本实用新型公开了一种鱼尾形可收缩尾舵，包括防水舵机、连杆组件、三角形尾舵支撑架、尾舵底座和尾舵；防水舵机与连杆组件一端摆动相连，连杆组件的另一端与尾舵底座连接；尾舵固定于尾舵底座上；尾舵底座通过尾舵支撑连杆与三角形尾舵支撑架相连；三角形尾舵支撑架设于欠驱动水下机器人或仿生水下机器人的尾端。本实用新型的尾舵设计，可更好地保护了尾舵本身，减少尾舵的破损概率，扩大了其适用范围；本实用新型可通过可收缩尾舵降低受损的可能，以避免尾舵本身结构较大所造成的弊端。避免尾舵本身结构较大所造成的弊端。避免尾舵本身结构较大所造成的弊端。