文档介绍：机械原理课程设计设计说明书设计题目:仿生水母机电学院:08-713班小组成员:2008071315张玉涛2008071329刘 琦2008071302高 爽专  业:机械设计制造及其自动化指导老师:………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………9机械原理课程设计报告一、设计简介:1、题  目:《仿生水母》2、设计目的:.我们国家海域辽阔,防御和侦察起来比较困难。可将仿生水母安装上传感器或微型摄像头并将其投放到远海,进行侦查监控工作,并通过卫星将数据及时传送到陆地指挥部。.在仿生水母身上还可以装上次声波探测器,用于预报海啸、台风等自然灾害的到来。.在仿生水母上面加装搜索、救援装置,发生灾难时可进行水下搜救工作。.目前常规动力推进存在噪声大、效率低等缺陷,可在此基础上进一步研究访水母动力推进器。3、水母的生物模型研究:水母,是海洋中重要的大型浮游生物。水母寿命很短,平均只有数个月的生命。水母是无脊椎动物,属于腔肠动物门中的一员。全世界的海洋中有超过两百种的水母,它们分布于全球各地的水域里。水母身体外形像一把透明伞,伞状体直径有大有小,大水母的伞状体直径可达2米。从伞状体边缘长出一些须状条带,这种条带叫触手,触手有的可长达20米~30米,相当于一条大鲸的长度。浮动在水中的水母,向四周伸出长长的触手,有些水母的伞状体还带有各色花纹。在蓝色的海洋里,这些游动着的色彩各异的水母显得十分美丽。水母的种类有很多,但运动机理都大致相同,都是通过腔体的收缩,将水挤出产生推力。本文采用的水母是隶属于立方水母纲的黑星海刺水母。如下图所示。4、国内外研究成果:多年来,国内外做水母研究的机构有很多,也取得了很多令人兴奋地成果。下图一所示为美国最近研制成功的一种仿生水母,利用直流电机提供动力,采用双曲柄机构实现急回,并利用巧妙杆结构将运动传递给触手,使其做平稳的周期急回运动,推动水母前进。下图二所示为哈尔滨工程大学学生于2007年研制成功的仿生水母机器人。此机器人采用仿生材料制成,动力主要由SMA(形状记忆合金丝)和ICPF(高分子聚合物材料),机械结构方面设计简单。下图三为哈尔滨工程大学张立勋老师研制成功的仿生水母,主要靠皮囊的排水推动前进,动力由电磁铁的吸合提供。图一图二图三二、设计方案:此仿生水母机械结构部分主要由两部分组成:一、外部动力传递部分。二、主动力提供部分。详细介绍如下:1、外部动力传递部分:机构运动简图:L1:L2:L3:L4:L5=35:25:30:32:352、主动力提供部分:此部分有以下几种设计方案:方案一:。机构运动简图:原理:1带动2上升到上极限位置后,触发装置使1与2分离,在弹簧的拉力作用下将2及与2连接的外力传动部分的相应机构迅速下降,从而使触手收缩,推动水母运动。下图为实验模型:机构优缺点分析:结构复杂,稳定性差方案二:机构运动简图:原理:此机构为棘轮、曲柄、四杆机构的组合,主轴带动棘轮、几轮带动曲柄逆时针旋转,当曲柄端部运动到顶端后,根据棘轮离合特性,在弹簧拉力作用下去并迅速回转,实现急回;四杆机构实现运动的形成放大使滑块的行程等于四个曲柄半径。机构优缺点分析:还是利用弹簧提供迅速收缩力,与方案一相比省去触发装置,与方案三相比曲柄半径减小节省空间,但结构复杂、不易加工。方案三:偏心曲柄机构机构运动简图:原理:利用偏心曲柄的急回特性实现触手的迅速收缩。下图为实验模型:机构优缺点分析:结构简单但急回特性不明显。方案四:双曲柄机构机构运动简图:原理:利用双曲柄机构急回特性实现触手迅速收缩。机构优缺点分析:机构复杂、加工有一定困难,但急回特性明显。三、分析总结:实践证明方案一机构过于复杂、笨重,且稳定性、可靠性较差,基本运动可以实现,但存在无法变速的缺点;方案二与方案一相比,虽然依然很复杂但比较巧妙,仍然存在无法变速的缺点;方案三结构虽然简单,但急回特性不是很