1.一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,包括机身外壳、俯仰调整机构、周向调整机构、旋转调整装置、泳动装置和控制系统,机身外壳为前端封闭、后端敞口的圆筒状壳体,且纵向布置,机身外壳的后端设有将其内部封闭的后端盖;
所述机身外壳的中部具有竖向设置的隔板,隔板将机身外壳的内部分成相互独立的前腔体和后腔体;
俯仰调整机构和周向调整机构均设置在前腔体内部,周向调整机构安装在隔板前侧壁上,俯仰调整机构纵向固定于周向调整机构的前侧;
旋转调整装置设在后腔体内部,其包括安装板、转轴、齿轮组件和旋转电机,所述后端盖与机身外壳转动密封配合;
所述安装板位于后端盖和隔板之间,并通过转轴与后端盖固定相连成一体,旋转电机设置在隔板的后侧壁上,通过齿轮组件能够驱动安装板和后端盖绕机身外壳的轴线同步转动;
泳动装置有两个,且对称设置在转轴的左右两侧,泳动装置包括仿生鳍条和绳轮驱动机构,仿生鳍条包括柔性引线杆、柔性鳍骨、柔性外壳、导线轮及多个支撑盘,仿生鳍条的前端通过基座与后端盖固定相连;
柔性鳍骨套设于柔性引线杆的外部,所有支撑盘由前往后依次等间隔套设于柔性鳍骨的外壁上,除首位次之外的其余支撑盘左右两侧均对称设有两个引线,柔性外壳套设于所有支撑盘外部;
绳轮驱动机构设在安装板上,包括与引线数量相等且一一对应的引线收放组件,各引线收放组件通对应的引线牵引与该引线所在的支撑盘偏转,实现仿生鳍条呈规律性波动。
2.根据权利要求1所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,机身外壳包括圆形筒体和前端盖,前端盖为半球状壳体,前端盖的外边缘与圆形筒体的前端可拆卸固定密封配合;
隔板为竖向布置的圆形金属板,且与圆形筒体同轴布置,所述隔板的外边缘与圆形筒体的圆周内壁固定密封相连。
3.根据权利要求1所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,俯仰调整机构包括安装架一和配重组件,配重组件包括导轨座、配重块、丝杠和第一伺服电机,导轨座为长方形结构,且通过所述安装架一与机身外壳固定相连,所述配重块布置在导轨座的一侧,其侧壁与导轨座直线滑动配合;
丝杠由配重块的内侧穿过,且与配重块螺纹配合,丝杠的两端分别通过一个立板与导轨座转动配合,所述第一伺服电机的输出轴与丝杠的一端同轴固定相连,工作状态下,第一伺服电机通过丝杠驱动配重块沿导轨座的长度方向直线移动,调节机身外壳的俯仰角度。
4.根据权利要求3所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,所述周向调整机构包括安装架二和同样的四个配重组件,所述安装架二竖向固定于隔板的前侧壁上,四个配重组件呈十字形排列方式设置在安装架二前侧;
周向调整机构的任意相对两个配重组件均关于机身外壳的轴心对称布置,周向调整机构的各所述第一伺服电机均可驱动对应的配重块沿机身外壳横截面的径向直线移动,使机身外壳绕其周向转动。
5.根据权利要求1所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,后端盖是与机身外壳的内径相匹配的圆形板体,其圆周侧壁上内嵌有至少两个环形密封圈,各环形密封圈沿后端盖的轴向间隔布置;
所述转轴与机身外壳同轴布置,且通过位于后端盖和安装板之间的轴承座与机身外壳转动配合;
所述齿轮组件包括大齿轮一和小齿轮一,所述大齿轮一设置于所述转轴的前端,小齿轮一设置于旋转电机的输出轴上且与大齿轮一外啮合,工作状态下,旋转电机通过齿轮组件驱动所述转轴转动。
6.根据权利要求1所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,所述基座为圆盘状结构,且固定嵌设于后端盖上,柔性引线杆为等截面的圆柱体,所述柔性鳍骨采用弹簧,柔性引线杆和柔性鳍骨的前端与基座的后侧壁同轴固定相连;
各所述柔性引线杆的内部具有与引线数量相等且一一对应的引线孔,同一柔性引线杆内部的所有引线孔呈环形均匀布置在以该柔性引线杆的轴线为圆心的圆周上,且与该柔性引线杆的轴线平行布置,各所述引线孔均与后腔体相通。
7.根据权利要求6所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,所述绳轮驱动机构的各引线收放组件在以基座的轴线为圆心的圆周上均匀布置,引线收放组件包括绕线轮、大齿轮二、小齿轮二和第二伺服电机,绕线轮通过第一轮架设在安装板前侧,大齿轮二设置在绕线轮的轮轴一端;
第二伺服电机固定于安装板上且位于绕线轮的一侧,小齿轮二安装在第二伺服电机的输出端,与大齿轮二啮合;
安装板上具有与两个基座位置分别对应的两组穿孔,每组穿孔均包括与同一柔性引线杆内的引线孔数量相等且位置一一对应的穿孔,两组穿孔分别位于两个绳轮驱动机构的内侧,所述绳轮驱动机构的各绕线轮与其内侧的各穿孔分别一一对应。
8.根据权利要求7所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,支撑盘为竖向布置的近似椭圆形平板,其上下两端均为尖头状,所述支撑盘上开设有中心孔,柔性鳍骨穿设于对应的各支撑盘的中心孔内且与中心孔的内壁螺纹固定配合;
除首位次之外的各支撑盘的左右两侧对称开设有两个穿线孔,各穿线孔的相邻侧均设有一个螺钉,除末位次之外的各支撑盘后侧左右两侧对称设有两个所述导线轮;
位于同一支撑盘上的两个引线的一端与该支撑盘的后侧壁固定相连,另一端分别穿过该支撑盘两侧的穿线孔,并绕过前侧相邻支撑盘上对应位置的导线轮后,相向分别穿入关于柔性引线杆的轴线对称的两个引线孔内部,并由安装板上与所述两个引线孔对应的两个穿孔前侧穿出,并分别缠绕于与所述两个穿孔对应的绕线轮并与对应的绕线轮固定相连。
9.根据权利要求8所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,柔性引线杆位于任意相邻两个支撑盘之间部分的圆周外壁均设有一组导向孔,每组导向孔均包括对称布置的两个导向孔,分别与对应角度位置的引线孔相通,位于同一柔性引线杆上各导向孔呈双螺旋状依次错位布置;
中间位次的支撑盘上具有以中心对称方式布置的两组调向轮,同一支撑盘上的两组调向轮分别与该后侧相邻且同组的两个导向孔分别一一角度对应,每组调向轮均包括相邻布置的两个调向轮;
绕过设置在中间位次支撑盘的导线轮上的所述引线的另一端,向柔性引线杆所在的方向依次绕过同组的两个调向轮后,由柔性鳍骨的间隙穿入与该组调向轮角度对应的导向孔内,进入对应的所述引线孔内。
10.根据权利要求1所述的一种多运动模态的水下仿生推进器,其特征在于,柔性外壳是由变径段、中间段和锥形段依次相连构成的一体结构,变径段的前端与基座固定密封相连,各所述支撑盘的外边缘与柔性外壳的中间段内壁固定相连。