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申请/专利权人：深圳市环境科学研究院

摘要：一种蝠鲼式水面巡游装置,适用于水上航行器，解决现有水上航行器结构复杂、机动性差、寿命短、操纵复杂的问题。本发明包含船底、船盖、翅翼、拉伸肌、底座、拉伸骨架、方向舵系统、方向舵密闭护罩、配重块、配重电机、传动系统；底座设置于船底内，翅翼设置于底座的转动座上并能在转动座处转动；配重块与配重电机配合后设置于底座的相应凹槽内，配重块的转动使船底能倾斜一定角度；拉伸肌一端的拉环扣住翅翼上的骨骼，另一端的拉环与拉伸骨架上的扣环连接,拉伸骨架升降时能使翅翼上下拍动；方向舵系统设置于底座的方向舵支架上，方向舵密闭护罩设置于船底后部的方向舵摆动孔处；传动系统设置于底座上并与拉伸骨架连接，船盖与船底边缘配合设置。

主权项：1.一种蝠鲼式水面巡游装置，该巡游装置包括：船底（1）和船盖（22），其特征在于：该巡游装置还包括：翅翼（2）、拉伸肌（3）、底座（4）、拉伸骨架（5）、方向舵系统（6）、方向舵密闭护罩（21）、配重块（17）、配重电机（16）和传动系统；所述的底座（4）设置在所述的船底（1）内，所述的翅翼（2）经轴与孔配合设置于底座（4）的转动座（4-1）上，并形成翅翼（2）在转动座（4-1）处绕底座（4）转动关系，在船底（1）的左右侧面各设置一个翅翼（2）；所述的配重块（17）上的孔与所述的配重电机（16）的转动轴配合后设置在底座（4）的前部相应凹槽内，并形成配重块（17）在配重电机（16）的带动下转动使船底能倾斜一定角度关系；所述的拉伸肌（3）一端的拉环扣住翅翼（2）上的骨骼，另一端的拉环与所述的拉伸骨架（5）上的扣环（5-1）连接，拉伸肌（3）与翅翼（2）、拉伸骨架（5）连接形成拉伸骨架（5）升降时使翅翼（2）绕转动座（4-1）转动的转矩关系；所述的方向舵系统（6）设置在底座（4）的方向舵支架（4-2）上，方向舵密闭护罩（21）与方向舵系统（6）轴孔配合后设置在船底（1）后部的方向舵摆动孔处；所述的传动系统设置于底座（4）上，并与拉伸骨架连接，形成传动系统带动拉伸骨架（5）升降关系；所述的船盖（22）与船底（1）边缘配合设置;所述的传动系统包括：驱动轮系（7）、主骨架（8）、座椅（9）、从动轮（10）、传动连杆（11）、滑梁（12）、滑梁座（12-1）、摇杆（13）、方向控制键（14）、触控屏（15）、发电机（20）；所述的主骨架（8）设置在底座（4）上，所述的驱动轮系（7）设置在主骨架（8）相应的驱动轮固定架上构成驱动轮系（7）在驱动轮固定架上转动关系；所述的摇杆（13）经主骨架（8）上的限位轴（8-1）限位后经连杆与驱动轮系（7）连接，构成摇杆（13）绕限位轴（8-1）转动后经连杆带动驱动轮系（7）转动关系；所述的从动轮（10）设置在主骨架（8）的从动轮固定架上并经传动连杆（11）与所述的滑梁（12）连接，从动轮（10）经同步带与驱动轮系（7）连接，滑梁（12）穿设于主骨架（8）上的滑梁座（12-1）后与拉伸骨架（5）连接构成驱动轮系（7）经同步带带动从动轮（10）转动后从动轮（10）经传动连杆（11）带动滑梁（12）上下滑动从而使拉伸骨架（8）升降关系；所述的发电机（20）固定于主骨架（8）的发电机固定架上并经同步带与驱动轮系（7）连接，触控屏设置在于主骨架（8）的前端，所述的座椅（9）设置于主骨架（8）的后端，所述的方向控制键（14）设置于摇杆（13）的上端。

全文数据：一种蝠鲼式水面巡游装置技术领域一种蝠鲼式水面巡游装置，适用于水面环境的巡查机器，特别适用于水面巡查的水上航行器。背景技术水面航行器作为一种对水环境进行探索的工具，在人类对水环境的探索过程中有着重要的角色，近些年来，随着人类对水环境的越发重视，水面航行器的作用越来越明显，具有广阔的应用前景。传统的水面航行器主要是利用螺旋桨推进，这种推进方式局限在于低速环境下性能不佳，噪声较大，机动性较差。如今，人们需要水面航行器在低速环境下具有良好的机动性和稳定性。科研人员通过研究发现，水中生物经过上万年的进化，已经很好地适应了复杂的海洋环境。在众多的海洋生物当中，鲼科鱼类在游动过程中有着较高的推进效率，同时兼有优良的机动特性和良好的稳定性，能够应对各种海洋状况，是很好的仿生对象。发明专利CN108622355A中公开了一种"基于蝠鲼仿生扑翼推进装置"，该推进装置采用伺服电机和控制系统，实现扑翼的扑动。这种仿水翼推进装置由鳍条机构与拉索组成，骨架易于变形，蒙皮容易破损漏水。发明专利CN203005727U中公开了一种"水面自行车"，该装置采用浮体和支架系统，实现脚踏推进结构模仿鱼类摆动尾鳍前进。这种装置由U形支架与脚踏推进器组成，动能转换效果低，损耗大，不利于中长距离航行。发明专利CN206493800U中公开了一种"水面自行车"，该装置采用自行车结构和漂浮装置，实现脚踏推进桨片转动前进。这种装置漂浮装置为充气式浮袋，容易破损，安全性能较低。发明内容技术问题：针对上述水上航行器结构复杂、机动性差、寿命短等问题，本发明提供了一种解决方案。技术方案：一种蝠鲼式水面巡游装置包含船底、船盖、翅翼、拉伸肌、底座、拉伸骨架、方向舵系统、方向舵密闭护罩、配重块、配重电机、传动系统。底座设置于船底内，翅翼经轴与孔配合后设置于底座的转动座（4上并形成翅翼能在转动座处绕底座转动的关系，在船底的左右侧面各设置一个翅翼；配重块上的孔与配重电机的转动轴配合后设置于底座的前部相应凹槽内，并形成配重块在配重电机的带动下转动使船底能倾斜一定角度的关系；拉伸肌一端的拉环扣住翅翼上的骨骼，另一端的拉环与拉伸骨架上的扣环连接，上述的拉伸肌与翅翼、拉伸骨架的连接形成拉伸骨架升降时使翅翼能绕转动座转动的转矩关系；方向舵系统设置于底座的方向舵支架上，方向舵密闭护罩与方向舵系统轴孔配合后设置于船底后部的方向舵摆动孔处；传动系统设置于底座上并与拉伸骨架连接，形成传动系统带动拉伸骨架升降的关系；船盖与船底边缘配合设置。进一步的，翅翼设置有上排骨骼、下排骨骼，上排骨骼与转动座连接，下排骨骼与拉伸肌连接。进一步的，船底设置有火焰型的分水器、流速传感器、水深传感器。底座设计为盾形。方向舵密闭护罩设计为V型风琴式护罩。进一步的，方向舵系统包含方向舵、转向板、销轴、钢绳、方向电机；方向舵同过轴杆于转向板相连，钢绳呈左右交叉关系一端与转向板连接，另一端与方向电机的转动轴连接并呈相反的方向缠绕于转动轴上；方向电机设置于方向舵支架上，销轴穿过转向板的孔后与方向舵支架上的销孔配合，形成转向板绕销轴转动的关系。进一步的，传动系统包含驱动轮系、主骨架、座椅、从动轮、传动连杆、滑梁、滑梁座、摇杆、方向控制键、触控屏、发电机；主骨架设置于底座上，驱动轮系设置于主骨架相应的驱动轮固定架上构成驱动轮系能在驱动轮固定架上转动的关系；摇杆经主骨架上的限位轴限位后经连杆与驱动轮系连接，构成摇杆绕限位轴转动后经连杆带动驱动轮系转动的关系；从动轮设置于主骨架的从动轮固定架上并经传动连杆与滑梁连接，从动轮经同步带与驱动轮系连接，滑梁穿设于主骨架上的滑梁座后与拉伸骨架连接，上述的机构连接构成驱动轮系经同步带带动从动轮转动后从动轮经传动连杆带动滑梁上下滑动从而使拉伸骨架升降的关系；发电机固定于主骨架的发电机固定架上并经同步带与驱动轮系连接，触控屏设置于主骨架的前端，座椅设置于主骨架的后端，方向控制键设置于摇杆的上端。进一步的，在底座上设置超级电容器电池、电子陀螺仪，超级电容器电池与发电机、方向控制键、电子陀螺仪、触控屏电性相连。进一步的，翅翼的骨骼用有机-无机复合弹性材料制作，翅翼的肉体用ccp热塑性聚氨酯弹性体制作。进一步的，拉伸肌的管束用热塑性聚氨酯弹性橡胶制作，拉伸肌的肌肉用IPMC人工肌肉材料制作。进一步的，底座及传动系统的横梁与横梁采用五边形榫卯连接，横梁与竖梁采用燕尾榫卯连接。有益效果：本发明采用了榫卯的结构连接方式和有机-无机复合弹性材料制作骨骼、翅翼的肉体用ccp热塑性聚氨酯弹性体制作等，因此本发明结构简单、耐用、使用寿命长；本发明的传动控制机构采用平面连杆结构和电机驱动机构相结合的方式使机构操作简单快捷、方便灵活。附图说明图1是本一种蝠鲼式水面巡游装置的整体图；图2是本一种蝠鲼式水面巡游装置的去除船盖后的示意图；图3是本一种蝠鲼式水面巡游装置的传动系统图；图4是本一种蝠鲼式水面巡游装置的方向舵系统图；图5是本一种蝠鲼式水面巡游装置的翅翼示意图；图6是本一种蝠鲼式水面巡游装置的翅翼横截面示意图；图7是本一种蝠鲼式水面巡游装置的翅翼的局部剖视图；图8是本一种蝠鲼式水面巡游装置的船底示意图；图9是本一种蝠鲼式水面巡游装置的船盖示意图；图10是本一种蝠鲼式水面巡游装置的底座示意图；图11是本一种蝠鲼式水面巡游装置的拉伸骨架示意图；图12是本一种蝠鲼式水面巡游装置的拉伸肌示意图；图13是本一种蝠鲼式水面巡游装置的拉伸肌横截面示意图；图14是本一种蝠鲼式水面巡游装置的方向舵密闭护罩示意图；图15是本一种蝠鲼式水面巡游装置的配重块示意图；图16是本一种蝠鲼式水面巡游装置的五边形榫卯连接示意图；图17是本一种蝠鲼式水面巡游装置的燕尾榫卯连接示意图。图中1是船底，1-1是分水器，2是翅翼，2-1是上排骨骼，2-2是下排骨骼，3是拉伸肌，4是底座，5是拉伸骨架，6是方向舵系统，6-1是方向舵，6-2是转向板，6-3是销轴，6-4是钢绳，6-5是方向电机，7是驱动轮系，8是主骨架，8-1是限位轴，9是座椅,10是从动轮，11是传动连杆，12是滑梁，12-1是滑梁座，13是摇杆，14是方向控制键，15是触控屏，16是配重电机，17是配重块，18是水深传感器，19是流速传感器，20是发电机，21是方向舵密闭护罩，22是船盖。具体实施例一种蝠鲼式水面巡游装置包含船底1、船盖22、翅翼2、拉伸肌3、底座4、拉伸骨架5、方向舵系统6、方向舵密闭护罩21、配重块17、配重电机16、传动系统。底座4设置于船底1内，翅翼2经轴与孔配合后设置于底座4的转动座4-1上并形成翅翼2能在转动座4-1处绕底座4转动的关系，在船底1的左右侧面各设置一个翅翼2；配重块17上的孔与配重电机16的转动轴配合后设置于底座4的前部相应凹槽内，并形成配重块17在配重电机16的带动下转动使船底能倾斜一定角度的关系；拉伸肌3一端的拉环扣住翅翼2上的骨骼，另一端的拉环与拉伸骨架5上的扣环5-1连接，上述的拉伸肌3与翅翼2、拉伸骨架5的连接形成拉伸骨架5升降时使翅翼2能绕转动座4-1转动的转矩关系；方向舵系统6设置于底座4的方向舵支架4-2上，方向舵密闭护罩21与方向舵系统6轴孔配合后设置于船底1后部的方向舵摆动孔处；传动系统设置于底座4上并与拉伸骨架连接，形成传动系统带动拉伸骨架5升降的关系；船盖22与船底1边缘配合设置。翅翼2设置有上排骨骼2-1、下排骨骼2-2，上排骨骼2-1与转动座4-1连接，下排骨骼2-2与拉伸肌3连接。船底1设置有火焰型的分水器1-1、流速传感器19、水深传感器18。底座4设计为盾形。方向舵密闭护罩21设计为V型风琴式护罩。方向舵系统6包含方向舵6-1、转向板6-2、销轴6-3、钢绳6-4、方向电机6-5；方向舵6-1同过轴杆于转向板6-2相连，钢绳6-4呈左右交叉关系一端与转向板6-2连接，另一端与方向电机6-5的转动轴连接并呈相反的方向缠绕于转动轴上；方向电机6-5设置于方向舵支架4-2上，销轴6-3穿过转向板6-2的孔后与方向舵支架4-2上的销孔配合，形成转向板6-2绕销轴6-3转动的关系。传动系统包含驱动轮系7、主骨架8、座椅9、从动轮10、传动连杆11、滑梁12、滑梁座12-1、摇杆13、方向控制键14、触控屏15、发电机20；主骨架8设置于底座4上，驱动轮系7设置于主骨架8相应的驱动轮固定架上构成驱动轮系7能在驱动轮固定架上转动的关系；摇杆13经主骨架8上的限位轴8-1限位后经连杆与驱动轮系7连接，构成摇杆13绕限位轴8-1转动后经连杆带动驱动轮系7转动的关系；从动轮10设置于主骨架8的从动轮固定架上并经传动连杆11与滑梁12连接，从动轮10经同步带与驱动轮系7连接，滑梁12穿设于主骨架8上的滑梁座12-1后与拉伸骨架5连接，上述的机构连接构成驱动轮系7经同步带带动从动轮10转动后从动轮10经传动连杆11带动滑梁12上下滑动从而使拉伸骨架8升降的关系；发电机20固定于主骨架8的发电机固定架上并经同步带与驱动轮系7连接，触控屏设置于主骨架8的前端，座椅9设置于主骨架8的后端，方向控制键14设置于摇杆13的上端。在底座上设置超级电容器电池、电子陀螺仪，超级电容器电池与发电机、方向控制键、电子陀螺仪、触控屏电性相连。翅翼的骨骼用有机-无机复合弹性材料制作，翅翼的肉体用ccp热塑性聚氨酯弹性体制作。拉伸肌的管束用热塑性聚氨酯弹性橡胶制作，拉伸肌的肌肉用IPMC人工肌肉材料制作。底座及传动系统的横梁与横梁采用五边形榫卯连接，横梁与竖梁采用燕尾榫卯连接。工作原理：1.摇动摇杆13经连杆带动驱动轮系7转动，2.驱动轮系7经同步带带动从动轮10转动，3.从动轮10经传动连杆11带动滑梁12在滑梁座12-1中上下滑动，4.滑梁12的上下滑动带动了拉伸骨架5的升降，5.在拉伸肌升起的同时，配重块17在配重电机16的带动下转动使巡游装置向前倾斜一定角度，6.拉伸骨架5的上升经拉伸肌3拉动翅翼2绕转动座4-1转动从而翅翼拍动水面使巡游装置产生向前的动力，7.当拉伸骨架5下降、翅翼恢复水平位置时配重块17在配重电机16的带动下转动使巡游装置恢复水平，巡游装置在惯性力的作用下继续向前行进，8.在驱动轮系7转动的同时经同步带带动发电机20转动发电，9.发电机20产生的电能传输到蓄电池进行储存，10.当需要巡游装置转向时，按下方向控制键，方向电机6-5转动经钢绳6-4拉动转向板6-2绕销轴6-3转动，从而带动方向舵6-1转动完成转向动作。

权利要求：1.一种蝠鲼式水面巡游装置，包含船底（1）、船盖（22），其特征在于：还包含翅翼（2）、拉伸肌（3）、底座（4）、拉伸骨架（5）、方向舵系统（6）、方向舵密闭护罩（21）、配重块（17）、配重电机（16）、传动系统；底座（4）设置于船底（1）内，翅翼（2）经轴与孔配合后设置于底座（4）的转动座（4-1）上并形成翅翼（2）能在转动座（4-1）处绕底座（4）转动的关系，在船底（1）的左右侧面各设置一个翅翼（2）；配重块（17）上的孔与配重电机（16）的转动轴配合后设置于底座（4）的前部相应凹槽内，并形成配重块（17）在配重电机（16）的带动下转动使船底能倾斜一定角度的关系；拉伸肌（3）一端的拉环扣住翅翼（2）上的骨骼，另一端的拉环与拉伸骨架（5）上的扣环（5-1）连接，上述的拉伸肌（3）与翅翼（2）、拉伸骨架（5）的连接形成拉伸骨架（5）升降时使翅翼（2）能绕转动座（4-1）转动的转矩关系；方向舵系统（6）设置于底座（4）的方向舵支架（4-2）上，方向舵密闭护罩（21）与方向舵系统（6）轴孔配合后设置于船底（1）后部的方向舵摆动孔处；传动系统设置于底座（4）上并与拉伸骨架连接，形成传动系统带动拉伸骨架（5）升降的关系；船盖（22）与船底（1）边缘配合设置。2.根据权利要求1所述一种蝠鲼式水面巡游装置，其特征在于：翅翼（2）设置有上排骨骼（2-1）、下排骨骼（2-2），上排骨骼（2-1）与转动座（4-1）连接，下排骨骼（2-2）与拉伸肌（3）连接。3.根据权利要求1所述一种蝠鲼式水面巡游装置，其特征在于：船底（1）设置有火焰型的分水器（1-1）。4.根据权利要求1所述一种蝠鲼式水面巡游装置，其特征在于：底座（4）设计为盾形。5.根据权利要求1所述一种蝠鲼式水面巡游装置，其特征在于：方向舵密闭护罩（21）设计为V型风琴式护罩。6.根据权利要求1所述一种蝠鲼式水面巡游装置，其特征在于：方向舵系统（6）包含方向舵（6-1）、转向板（6-2）、销轴（6-3）、钢绳（6-4）、方向电机（6-5）；方向舵（6-1）同过轴杆于转向板（6-2）相连，钢绳（6-4）呈左右交叉关系一端与转向板（6-2）连接，另一端与方向电机（6-5）的转动轴连接并呈相反的方向缠绕于转动轴上；方向电机（6-5）设置于方向舵支架（4-2）上，销轴（6-3）穿过转向板（6-2）的孔后与方向舵支架（4-2）上的销孔配合，形成转向板（6-2）绕销轴（6-3）转动的关系。7.根据权利要求1所述一种蝠鲼式水面巡游装置，其特征在于：传动系统包含驱动轮系（7）、主骨架（8）、座椅（9）、从动轮（10）、传动连杆（11）、滑梁（12）、滑梁座（12-1）、摇杆（13）、方向控制键（14）、触控屏（15）、发电机（20）；主骨架（8）设置于底座（4）上，驱动轮系（7）设置于主骨架（8）相应的驱动轮固定架上构成驱动轮系（7）能在驱动轮固定架上转动的关系；摇杆（13）经主骨架（8）上的限位轴（8-1）限位后经连杆与驱动轮系（7）连接，构成摇杆（13）绕限位轴（8-1）转动后经连杆带动驱动轮系（7）转动的关系；从动轮（10）设置于主骨架（8）的从动轮固定架上并经传动连杆（11）与滑梁（12）连接，从动轮（10）经同步带与驱动轮系（7）连接，滑梁（12）穿设于主骨架（8）上的滑梁座（12-1）后与拉伸骨架（5）连接，上述的机构连接构成驱动轮系（7）经同步带带动从动轮（10）转动后从动轮（10）经传动连杆（11）带动滑梁（12）上下滑动从而使拉伸骨架（8）升降的关系；发电机（20）固定于主骨架（8）的发电机固定架上并经同步带与驱动轮系（7）连接，触控屏设置于主骨架（8）的前端，座椅（9）设置于主骨架（8）的后端，方向控制键（14）设置于摇杆（13）的上端。

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