一种可以展示机械原理的趣味仿生鱼

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种可以展示机械原理的趣味仿生鱼。

背景技术

机械工业的发展水平越来越成为一个国家工业化程度的重要标志。所以有必要普及有关机械运行的基本知识，现有的科技场馆便在其中承担重要的角色。

但是现有的一些科技场馆中展示机械原理的一些机械结构往往是直接将工业产品的实物拆解开进行展示，该类实物体积过大，展示方式单一，很难直观地观察多种机械结构的运动原理，尤其对一些生活与工业制造业没有联系的学生而言，如果将制造业中的实物直接用于机械原理的展示，并不能起到很好的示教效果。如果将一些机械结构与日常生活中的事物有机结合可以很好的解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以展示机械原理的趣味仿生鱼，以解决上述背景技术中提到的问题。

一种可以展示机械原理的趣味仿生鱼，包括驱动装置、前进机构，上升机构以及转向机构，所述驱动装置驱动前进机构中的前进转轴以及上升机构中的上升转轴转动，从而驱动驱动仿生鱼前进以及上升；

所述上升机构包括上升转轴、齿条以及滑槽架，上升转轴转动连接在仿生鱼内，所述上升转轴的两端固定连接有凸轮，所述滑槽架以及齿条左右对称设有两个，所述滑槽架内部滑动连接有滑块，所述滑块上转动连接有连接轴，所述连接轴的一端固定连接有滚轮，且其另一端固定连接有摆动齿轮，所述连接轴上还固定连接有上升鱼鳍，所述滚轮与凸轮相切接触，所述摆动齿轮与齿条啮合，所述齿条固定连接在仿生鱼内，所述滑槽架内还设有弹簧，所述滑块与弹簧相抵接触，且位于凸轮与弹簧之间；所述转向机构用于仿生鱼转向。

优选的，所述前进机构还包括从动齿轮、曲柄、连杆、摇杆以及机架，所述前进转轴转动连接在仿生鱼内，且其两端固定连接有驱动齿轮，所述从动齿轮与驱动齿轮啮合，且与机架转动连接，所述曲柄的一端与从动齿轮固定连接，且其另一端与连杆连接，所述连杆的一端与摇杆连接，所述摇杆的另一端与机架转动连接，所述摇杆上固定连接有前进鱼鳍。

优选的，所述驱动装置包括驱动电机、从动锥齿轮一、从动锥齿轮二、传动轴一以及传动轴二，所述驱动电机固定连接在仿生鱼内，且其输出轴固定连接有驱动锥齿轮，所述从动锥齿轮一与前进转轴固定连接，所述从动锥齿轮二与上升转轴固定连接，所述传动轴一的内端与传动轴二的内端之间通过离合器连接，所述传动轴一的外端固定连接有传动锥齿轮一，所述传动轴二的外端固定连接有传动锥齿轮二，所述驱动锥齿轮以及传动锥齿轮一均与从动锥齿轮一啮合，所述传动锥齿轮二与从动锥齿轮二啮合，所述传动轴一以及传动轴二均转动连接在仿生鱼内。

优选的，所述转向装置包括转向电机以及支架，所述支架固定连接在仿生鱼内，所述转向电机与支架固定连接，且其输出轴固定连接有丝杆，所述丝杆上螺纹连接有螺母块，支架上转动连接有转向轴，所述转向轴上固定连接有滑架，所述螺母块与滑架滑动连接，所述转向轴上还固定连接有鱼尾。

优选的，所述仿生鱼的外壳为透明材质。

本发明的优点在于：

本发明运用了仿生学、类比和机械原理方面的知识，以生活中常见的鱼的运动方式来映射复杂的机械原理，在有限的空间内向人们展示曲柄摇杆、锥轮传动、离合器等经典的机械结构，适用于科技馆中向人们宣传普及机械知识。与现有的机械原理展教品相比，本发明具有贴近生活、体积小、表现直观、趣味性高等特点，它的普及会对人们认识机械、了解机械有着极大的推动作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为前进机构的结构示意图；

图3为驱动装置的结构示意图；

图4为上升机构的结构示意图；

图5为转向机构的结构示意图；

图中：1、驱动装置；10、驱动电机；11、从动锥齿轮一；12、从动锥齿轮二；13、传动轴一；14、传动轴二；15、驱动锥齿轮；16、离合器；17、传动锥齿轮一；18、传动锥齿轮二；

2、前进机构；21、前进转轴；22、从动齿轮；23、曲柄；24、连杆；25、摇杆；26、机架；27、驱动齿轮；28、前进鱼鳍；

3、上升机构；30、上升转轴；31、齿条；32、滑槽架；33、凸轮；34、连接轴；35、滚轮；36、摆动齿轮；37、上升鱼鳍；38、弹簧；

4、转向机构；41、转向电机；42、支架；43、丝杆；44、螺母块；45、转向轴；46、滑架；47、鱼尾。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，一种可以展示机械原理的趣味仿生鱼，包括驱动装置1、前进机构2，上升机构3以及转向机构4，驱动装置1驱动前进机构2中的前进转轴21以及上升机构3中的上升转轴30转动，从而驱动驱动仿生鱼前进以及上升；

上升机构3包括上升转轴30、齿条31以及滑槽架32，上升转轴30转动连接在仿生鱼内，上升转轴30的两端固定连接有凸轮33，滑槽架32以及齿条31左右对称设有两个，滑槽架32内部滑动连接有滑块，

滑块上转动连接有连接轴34，连接轴34的一端固定连接有滚轮35，且其另一端固定连接有摆动齿轮36，连接轴34上还固定连接有上升鱼鳍37，滚轮35与凸轮33相切接触，摆动齿轮36与齿条31啮合，齿条31固定连接在仿生鱼内，滑槽架32内还设有弹簧38，滑块与弹簧38相抵接触，且位于凸轮33与弹簧38之间；转向机构4用于仿生鱼转向。

在本实施例中，驱动装置1包括驱动电机10、从动锥齿轮一11、从动锥齿轮二12、传动轴一13以及传动轴二14，驱动电机10固定连接在仿生鱼内，且其输出轴固定连接有驱动锥齿轮15，从动锥齿轮一11与前进转轴21固定连接，从动锥齿轮二12与上升转轴30固定连接，传动轴一13的内端与传动轴二14的内端之间通过离合器16连接，传动轴一13的外端固定连接有传动锥齿轮一17，传动轴二14的外端固定连接有传动锥齿轮二18，驱动锥齿轮15以及传动锥齿轮一17均与从动锥齿轮一11啮合，传动锥齿轮二18与从动锥齿轮二12啮合，传动轴一13以及传动轴二14均转动连接在仿生鱼内。

在本实施例中，前进机构2还包括从动齿轮22、曲柄23、连杆24、摇杆25以及机架26，前进转轴21转动连接在仿生鱼内，且其两端固定连接有驱动齿轮27，从动齿轮22与驱动齿轮27啮合，且与机架26转动连接，曲柄23的一端与从动齿轮22固定连接，且其另一端与连杆24连接，连杆24的一端与摇杆25连接，摇杆25的另一端与机架26转动连接，摇杆25上固定连接有前进鱼鳍28。

在本实施例中，转向装置包括转向电机41以及支架42，支架42固定连接在仿生鱼内，转向电机41与支架42固定连接，且其输出轴固定连接有丝杆43，丝杆43上螺纹连接有螺母块44，支架42上转动连接有转向轴45，转向轴45上固定连接有滑架46，螺母块44与滑架46滑动连接，转向轴45上还固定连接有鱼尾47。

在本实施例中，仿生鱼的外壳为透明材质。便于观察内部机械结构。

工作过程及其原理：

驱动电机10启动，通过驱动锥齿轮15可以带动从动锥齿轮一11旋转，从动锥齿轮一11旋转带动前进转轴21驱动其两侧的驱动齿轮27转动，从而使得从动齿轮22旋转。

从动齿轮22旋转，带动曲柄23绕着其与从动齿轮22固定的点进行转动，使得连杆24做平面复合运动，而摇杆25则在一定范围内做摆动，带动摇杆25上固定连接的前进鱼鳍28进行摆动，从而推动仿生鱼前进。

从动锥齿轮一11旋转还会依次带动传动锥齿轮一17以及传动轴一13旋转，并通过离合器16将动力可选择性地传递给传动轴二14，使得传动轴二14利用传动锥齿轮二18带动从动锥齿轮二12转动，使得上升转轴30开始旋转。凸轮33则随着上升转轴30一同旋转，滚轮35在弹簧38的作用下紧贴着凸轮33，随着凸轮33旋转，滚轮35受到滑块在滑槽的约束作用，可以实现在滑槽内往复移动，摆动齿轮36通过连接轴34与滚轮35固定连接在一起，也会往复直线运动，固定不动的齿条31作用于摆动齿轮36上，使得齿轮在往复直线运动中还会伴随着正反交替转动，从而带动连接轴34上的上升鱼鳍37进行前后移动的同时进行摆动，实现上升。

转向时，转向电机41带动丝杆43旋转，从而使得螺母块44一边在滑架46内滑动，一边在丝杆43上移动，使得滑架46发生转动，而转向轴45又是与滑架46固定连接的，所以转向轴45可以带动鱼尾47转动，实现转向。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。