Istota wynalazku:
Istotą wynalazku jest wykorzystanie oscylujących płetw zakończonych elastycznymi końcówkami w celu wygenerowania siły napędowej pojazdu pływającego. Mechanizm ponadto umożliwia niezależną zmianę położenia płetw wokół ich osi, dzięki czemu generowana siła może być skierowana w dowolnym kierunku w płaszczyźnie prostopadłej do osi płetw. Możliwe jest zatem wytworzenie siły napędzającej pojazd do przodu jak również powodującej zanurzenie/wynurzenie/zahamowanie/ruch wstecz/obrót pojazdu wokół jego osi podłużnej. Mechanizm umożliwia ponadto wyłączenie oscylacji i wykorzystanie płetw jako poziomych sterów zanurzenia w czasie pracy innego pędnika zamontowanego na rufie pojazdu.
Mechanizm wykorzystuje trzy silniki elektryczne. Silnik główny służy do generowania ruchu oscylacyjnego płetw za pomocą mechanizmu korbowego oraz dwa dodatkowe silniki pomocnicze służące do niezależnego obrotu płetw wokół ich osi – także w czasie oscylacji. Osie płetw umieszczone są prostopadle do głównej osi pojazdu wodnego a na nich obrotowo zamontowane są duże koła zębate o uzębieniu wewnętrznym i zewnętrznym. Z uzębieniem zewnętrznym współpracuje koło zębate zamontowane na wale silnika pomocniczego. Z uzębieniem wewnętrznym współpracuje koło zębate które przez zespół przekładni stożkowych umieszczonych w ramce zamontowanej na osi pletw przekazuje ruch bezpośrednio na lewą lub prawą płetwę. Osie płetw oraz wszystkie silniki przymocowane są do ramy mechanizmu. Silnik główny za pomocą koła zamachowego z przymocowanym łącznikiem wprawia w ruch oscylacyjnych ramkę osadzoną na osi płetw dzięki czemu małe koła zębate toczą się po wewnętrznym uzębieniu dużych kół zębatych osadzonych obrotowo na osiach płetw. Ruch obrotowy małych kół zębatych jest przenoszony przez przekładnie stożkowe na płetwy.
Potencjał komercjalizacyjny wynalazku:
Zaprezentowane rozwiązanie dotyczy biomimetycznego mechanizmu napędowego dla pojazdów wodnych (w tym pływających robotów mobilnych) i umożliwia generowanie dodatkowej siły napędowej przy zmniejszeniu niekorzystnych zjawisk takich jak znaczne zawirowania wody, hałas, niska sprawność energetyczna, towarzyszących pracy klasycznych pędników śrubowych stosowanych obecnie w jednostkach pływających. Mechanizm jest przystosowane do pracy w pojeździe wyposażonym w tzw. napęd falowy który naśladuje ruchy płetw ryb. Przykładem polskiego urządzenia tego typu jest robot CyberRyba zbudowany przez autorów wniosku. Dzięki zastosowaniu zaproponowanego wynalazku możliwe jest: istotne zwiększenie prędkości pływania podczas normalnej pracy głównego napędu falowego przy zmniejszonym zużyciu energii, ograniczenie generowania hałasu i zawirowań wody podczas spokojnego ruchu (istotne w pracy urządzenia w akwenach chronionych i w pobliżu zamulonego dna), ograniczenie niepożądanych oscylacji kadłuba pojazdu (kiwanie, przechyły boczne) co poprawia warunki pracy urządzeń zainstalowanych w pojeździe (sonar, kamera wideo), wykorzystanie tego samego napędu do zmiany głębokości zanurzenia pojazdu podwodnego oraz wygenerowanie wstecznej siły ciągu (hamowanie pojazdu i ruch do tyłu). Mechanizm może poprawić sprawność energetyczną napędu pojazdów wodnych przy jednoczesnym zwiększeniu jego manewrowości. Głównym celem stosowania mechanizmów biomimetycznych jest opracowanie i wykonanie robota mobilnego doskonale naśladującego żywą rybę.
