[实用新型]仿生机器鱼

说明书

技术领域

本实用新型属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生机器鱼。

背景技术

20世纪90年代以前对于鱼类仿生学的研究主要集中于理论方面，随着鱼类推进机理研究的深入，机器人技术、仿生学、电子技术、材料科学和控制技术的新发展，模拟鱼类游动机理的新型水下机器人——仿生机器鱼受到了国内外的广泛关注。美国麻绳理工学院根据提出的鱼尾推进的“射流推进理论”，研制出长1.2米的仿生金枪鱼和长0.8米的仿生梭鱼。美国东北大学海洋科学中心利用形状记忆合金和连杆机构开发了波动推进的机器鳗鱼。美国新墨西哥大学利用高分子电解质离子交换膜IEM，镀在仿生机器鱼鱼鳍的金属薄片上，通过外加电场实现人造肌运动，产生类似鳗鱼的游动方法。英国Essex大学设计了具有三维运动能力的机器鱼。日本东京大学研制了两关节推进的机器海豚。Kato等研究了对鱼鳍推进机构的控制并开发了机器鱼样机黑鲈。日本名古屋大学研制出形状记忆合金驱动微型身体波动式水下推进器和压电陶瓷驱动的双鳍鱼型微型机器人。在国内，哈尔滨工程工程大学开展了仿生机器张宇的研究工作。北京航空航天大学机器人研究所研制了机器鳗鱼、机器海豚以及采用扁平宽大的斧形水动力外型的SPC系列仿生机器鱼。中科院沈阳自动化研究所研制了两关节的仿生机器鱼模型。北京大学力学与工程科学系研制了仿生海豚样机。中科院北京自动化研究所研发出微小型机器鱼、多传感器仿生机器鱼等。

然而，目前国内外仿生机器鱼鳍结构复杂，制造成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于解决上述技术问题的仿生机器鱼。

本实用新型实施例提供一种仿生机器鱼，包括鱼头及与鱼头连接的鱼身，所述鱼身包括与鱼头连接的躯干骨架、与所述躯干骨架连接的尾部骨架及设置在躯干骨架上的鱼鳍，所述鱼鳍包括鱼鳍骨架及与鱼鳍骨架连接的鳍部支架，鳍部支架与鱼身连接，其中，鱼鳍骨架包括骨架基板及设置骨架基板上的多个相互铰接的柔性关节。

进一步地，所述骨架基板的长度延伸方向与鱼身的长度延伸方向垂直，柔性关节的长度延伸方向与鱼身的长度延伸方向平行

进一步地，柔性关节的一端与骨架基板固定并且沿着鱼身的长度延伸方向设置。

进一步地，所述柔能性关节包括多个片状的子关节，相邻的两个子关节通过连接转轴连接，连接转轴上套设有一个扭簧，扭簧的两端分别抵住两个子关节。

进一步地，所述鱼鳍还包括鳍部摆动装置及鳍部电机盒，鳍部摆动装置包括鳍部摆动电机、鳍部转盘及鳍部曲柄，其中，鳍部摆动电机设置在鳍部电机盒内并且鳍部摆动电机的转轴部穿出鳍部电机盒，所述鳍部转盘套设在鳍部摆动电机的转轴部上，所述鳍部曲柄的两端分别与鳍部转盘及鳍部支架枢转连接，鳍部支架的中部位置通过连接轴与鳍部电机盒的前端面枢转连接。

进一步地，同一对鱼鳍中的两个鳍部摆动电机安装在同一个鳍部电机盒内，鳍部电机盒固定在躯干骨架内。

进一步地，所述鳍部电机盒的前部设置盖板，鳍部电机盒的盖板上设有供两个鳍部摆动电机的转轴部穿设的穿孔，连接轴设置在盖板上。

由于上述技术方案的应用，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的仿生机器鱼的鱼鳍结构简单，且具有逼真的仿生效果。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例所提供仿生机器鱼的立体结构示意图。

图2为图1的平面结构示意图。

图3为图1中的鱼头的分解示意图。

图4为图1中的鱼头的剖视示意图。

图5为图1中的鱼身的局部分解示意图，具体为鱼躯干前部与鱼颈的分解示意图。

图6为图1中的鱼身的局部分解示意图，具体为鱼躯干后与鱼尾部的分解示意图。

图7为图1中的鱼身摆动装置的示意图。

图8-10为图1中的鱼身摆动装置驱动鱼身的躯干骨架摆动的示意图。

图11为图1中的鳍部的示意图。

图12为图11中的柔性关节的示意图。

图13为图11中的电机盒的示意图。

图14为本实用新型仿生机器鱼的上浮下潜机构的示意图。

图15为本实用新型仿生机器鱼的控制系统的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。