1.一种幅值解耦调节的水下扑翼滑翔装置,其特征在于,包括中心转轴(26)、若干依次套设于中心转轴上的鳍条(4)、动力模块(1)、腹背比调节模块和幅值调节模块,鳍条(4)端部套设套筒Ⅰ(22),且鳍条(4)端部在套筒Ⅰ(22)内滑动,所述套筒Ⅰ(22)铰接有滑块Ⅰ(20)和第一杆件(19),滑块Ⅰ(20)沿竖直延伸的导轨Ⅰ(21)滑动,所述第一杆件(19)一端与套筒Ⅰ(22)和滑块Ⅰ(20)铰接,另一端与腹背比调节模块轴向定位连接,腹背比调节模块与动力模块(1)固定连接,所述动力模块通过腹背比调节模块驱动第一杆件(19)端部以动力模块为圆心进行圆周运动,所述腹背比调节模块调节第一杆件(19)端部至动力模块的距离,从而调节鳍条运动的腹背比;
所述幅值调节模块用于调节中心转轴(26)与动力模块之间水平方向的距离,从而在腹背比确定的情况下调节鳍条运动幅值;
所述腹背比调节模块包括液压缸Ⅰ(28)、固定轴Ⅰ(33),所述液压缸Ⅰ(28)一端与动力模块(1)固定连接,另一端与固定轴Ⅰ(33)固定连接,所述第一杆件(19)一端套设于固定轴Ⅰ(33)外,第一杆件(19)延伸方向垂直于固定轴Ⅰ(33)延伸方向,液压缸Ⅰ(28)伸缩调节固定轴Ⅰ(33)相对于动力模块的距离,从而调节第一杆件(19)端部相对于动力模块的距离;
所述腹背比调节模块还包括液压缸Ⅱ(36),所述液压缸Ⅱ(36)一端与固定轴Ⅰ(33)固定连接,液压缸Ⅱ(36)与液压缸Ⅰ(28)相互平行;
相邻鳍条之间设置连接装置,连接装置包括固定设置于液压缸Ⅰ(28)端部的摆动式液压缸Ⅰ(51),摆动式液压缸Ⅰ(51)的输出轴与相邻鳍条上设置的液压缸Ⅱ(36)端部固定连接,液压缸Ⅰ(28)端部与相邻鳍条上设置的液压缸Ⅱ(36)端部之间设置扭簧Ⅰ(50),摆动式液压缸Ⅰ带动液压缸Ⅱ转动,从而调节相邻鳍条的相位差。
2.根据权利要求1所述的水下扑翼滑翔装置,其特征在于,所述动力模块(1)包括驱动电机(13),驱动电机(13)的输出轴延伸方向平行于固定轴Ⅰ(33)延伸方向,驱动电机(13)的输出轴与液压缸Ⅰ(28)端部固定连接,固定轴Ⅰ(33)与驱动电机(13)的输出轴之间连接弹簧Ⅰ(29)。
3.根据权利要求2所述的水下扑翼滑翔装置,其特征在于,每个鳍条上设置的腹背比调节模块中的所有液压缸之间连通,所有液压缸同步伸缩。
4.根据权利要求1所述的水下扑翼滑翔装置,其特征在于,所述幅值调节模块包括一端固定设置的液压缸Ⅴ(43),液压缸Ⅴ(43)另一端与中心转轴(26)固定连接,所述液压缸Ⅴ(43)延伸方向沿水平方向,且垂直于中心转轴(26)延伸方向,液压缸Ⅴ(43)伸缩带动中心转轴(26)移动,中心转轴(26)与液压缸Ⅴ(43)固定端之间设置弹簧Ⅹ(44)。
5.一种权利要求1至4任意一项所述水下扑翼滑翔装置的调节方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)确定调节后的工作模式,包括扑翼模式和滑翔模式,扑翼模式包括周期性非正弦模式和周期性正弦模式,滑翔模式包括变摆角模式和变攻角模式;
(2)根据选定的工作模式,调节装置参数;装置参数包括第一杆件端部至动力模块的距离、中心转轴与动力模块之间水平方向的距离、相邻鳍条之间的角度差、第一杆件端部进行圆周运动的速度。
6.根据权利要求5所述调节方法,其特征在于,所述扑翼模式中的周期性非正弦模式的调节方法为:确定调节后的目标参数包括扑翼运动周期T、扑翼腹背比K、扑翼摆动幅值A、扑翼弦向波数n,根据扑翼运动周期T调节第一杆件端部进行圆周运动的速度,根据扑翼腹背比K调节第一杆件端部至动力模块的距离,根据扑翼摆动幅值A调节中心转轴与动力模块之间水平方向的距离,根据扑翼弦向波数n调节相邻鳍条之间的角度差;
所述扑翼模式中的周期性正弦模式的调节方法为:确定调节后的鳍条目标运动规律,得到鳍条摆动幅值A和实时角速度,调节第一杆件端部至动力模块的距离最小,根据鳍条摆动幅值A,调节中心转轴与动力模块之间水平方向的距离,根据鳍条实时角速度,调节第一杆件端部进行圆周运动的速度。
7.根据权利要求5所述的调节方法,其特征在于,所述滑翔模式中的变摆角模式的调节方法为:调节第一杆件端部位于边界位置,确定调节后的扑翼摆角;若扑翼摆角位于可调范围内,调节第一杆件端部至动力模块的距离最小,根据第一杆件端部至动力模块的距离以及扑翼摆角计算得到中心转轴与动力模块之间水平方向的理论距离,若理论距离小于中心转轴与动力模块之间水平方向的最小距离,调节中心转轴与动力模块之间水平方向的距离至最小距离,并根据扑翼摆角调节此时第一杆件端部至动力模块的距离;若扑翼摆角位于可调范围外,调节第一杆件端部至动力模块的距离最小,中心转轴与动力模块之间水平方向的距离最大;
所述滑翔模式中的变攻角模式的调节方法为:确定调节后的扑翼攻角,根据扑翼攻角计算第一个鳍条和最后一个鳍条的摆角,然后计算相邻鳍条之间的目标角度差,调节第一个鳍条的摆角,然后调节相邻鳍条之间的角度至目标角度差。