[实用新型]一种转向控制装置及仿生鱼

说明书

本实用新型提供了一种转向控制装置，涉及仿生学技术领域。该转向控制装置包括多段式鱼尾、尾鳍和控制器；所述尾鳍为平板状，位于前后方向和上下方向所在的平面内；所述多段式鱼尾和所述尾鳍前后相连，所述多段式鱼尾上设置有多个前后依次连接的摆动单元，多个所述摆动单元与所述控制器连接；所述控制器控制所述摆动单元驱动所述多段式鱼尾左右摆动，进而带动所述尾鳍摆动。本实用新型的转向控制装置，通过控制器变换多段式鱼尾的摆动角度，使尾鳍左右摆动角度出现差别，从而实现推力的左右不平衡，来改变仿生鱼、机动船等水下设备发生航向改变。在此基础上，本实用新型还提供了一种仿生鱼。

技术领域

本实用新型涉及仿生学技术领域，尤其涉及一种转向控制装置及仿生鱼。

背景技术

随着机器人系统的应用从工业领域向其他领域拓展，机器人系统所面对的环境也从以往的结构化环境变为复杂、动态、对抗、非结构化的环境。新的应用环境和应用领域给机器人技术的发展带来了极大的机遇和挑战。

为了适应复杂的、动态的、非结构化环境下的应用需求，机器人研究学者从仿生学研究中寻找灵感来设计开发新型的机器人系统。自然界的生物经过长期进化形成了很多适应于复杂的、动态的、非结构化乃至敌对环境下自由运功的身体结构、机能及其控制方法。受此类生物特征的启发，许多针对不同环境下作业需求的仿生机器人系统得到了充分的研究，并进行了研制生产，例如仿生机器鱼。

鱼类在水中具有非凡的运动和控制能力，可以自由地在复杂的水下环境中游动、加速以及转弯，可以高效率、长时间地在高速度的状态下游动等等。这些非凡的游动技巧是人类现有的船舶所难以达到的，也是新型航船所希望达到的目标。鱼类特有的结构、游动机理给人们设计新型船舶提供了很好的思路。

目前，常规的水下设备(例如机动船)主要是靠螺旋桨来推进，靠变换左右两侧螺旋桨的推力来实现转弯。在水域狭窄、空间结构复杂的水下环境中，螺旋桨在水中的推进效率低、能源使用率低，同时，在转弯时速度损失较大、转弯半径较大、机动灵活性不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转向控制装置及仿生鱼，以解决现有技术的仿生鱼和船舶在转弯过程中存在的推进效率低、能源使用率低、速度损失较大、转弯半径较大以及机动灵活性不足等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种转向控制装置，包括多段式鱼尾、尾鳍和控制器；所述尾鳍为平板状，位于前后方向和上下方向所在的平面内；所述多段式鱼尾和所述尾鳍前后相连，所述多段式鱼尾上设置有多个前后依次连接的摆动单元，多个所述摆动单元与所述控制器连接；所述控制器控制所述摆动单元驱动所述多段式鱼尾左右摆动，进而带动所述尾鳍摆动。

进一步，所述摆动单元包括级联转盘、舵机和固定架；所述舵机与所述控制器电连接；所述舵机安装于所述固定架内，所述固定架通过竖直方向的转轴与所述级联转盘铰接；而所述固定架与相邻的所述摆动单元的所述级联转盘固定连接，所述级联转盘与相邻的所述摆动单元的所述固定架固定连接。该技术方案的技术效果在于：在多个摆动单元中设置在竖直方向上铰接的级联转盘和固定架，利用舵机实现左右偏转的摆动，再辅以尾鳍，能够对仿生鱼提供向前的推进动力，相比于传统的螺旋桨式推进方法，大大提高了仿生鱼的推进效率和机动灵活性。

进一步，所述级联转盘外形呈状，包括相对设置的两个限位板和连接两个所述限位板的安装板；两个所述限位板相对设置有盲孔。该技术方案的技术效果在于：两个相对设置的限位板以及盲孔形成旋转轴的安装空间，安装板用于连接前后的级联转盘或者尾鳍。

进一步，还包括加强肋；所述加强肋分别连接所述安装板与所述限位板。该技术方案的技术效果在于：由于级联转盘为开口设计，加强肋连接安装板和限位板，能够防止旋转轴发生脱落。