[实用新型]一种同步升潜串联舵机仿生机器鱼

说明书

本实用新型公开了一种同步升潜串联舵机仿生机器鱼，包括鱼壳体、升潜机构、供电及控制部分、驱动部分；鱼壳体分为鱼头、鱼身两个部分，连接处采用乳胶膜密封，在鱼身支架肋板支撑下，围成流线形鱼体，其他连接处均采用螺纹联结；供电及控制部分由电源、微控制器、传感信息采集模块、舵机驱动器、通讯模块组成，控制机器鱼在水中航行的姿态；尾鳍与四组驱动舵机串联构成驱动部分，在微控制器的控制下实现行波运动。通过升潜机构控制胸鳍转动从而改变流体推力的方向，改变机器鱼在三维平面上的运动方向，减小游动阻力的同时，提高了机动性和仿生性；三维平面上自由游动的机器鱼可以搭载多种检测设备，也可以作为水下科考的实验平台。

技术领域

本实用新型一种同步升潜串联舵机仿生机器鱼，属于仿生机器鱼技术领域，特别涉及基于多组舵机驱动的同步升潜装置。

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在理论方面。随着鱼类推进机理研究的深入和机器人技术的发展，1994年MIT研究组成功研制了世界上第一条真正意义上的仿生机器鱼。此后，结合仿生学、电子技术、材料科学和控制技术的新发展，仿生机器鱼的研究逐渐成为机器人领域的研究热点。

现在仿生机器鱼常用的浮潜方法有：胸鳍法、形状改变法、储水仓法。胸鳍法是利用胸鳍的摆动，改变流体推力的方向，从而实现上浮和下潜；形状改变法是改变仿生机器鱼自身的体积，从而改变浮力的大小，完成上浮和下潜；储水仓法是改变仿生机器鱼的自重，从而完成上浮和下潜；其中胸鳍法一般实时性较差缺乏机动性；形状改变法机构设计复杂，设计难度大；储水仓法需要占据较大的空间，当到达一定的深度时吸水放水存在限制。

然而仿生机器鱼必须具备水下三维运动能力，必须下潜或者上浮到某一深度到达目标区域完成任务，或者完成仿生机器鱼的避障，因此需要仿生机器鱼能够具备上浮下潜以及深度保持功能。

发明内容

本实用新型专利一种同步升潜串联舵机仿生机器鱼，改变以往基于胸鳍实现上升下潜控制不同步且机动性差的问题，利用双轴舵机同步实现两侧胸鳍的转动，鱼身上串联舵机组配合驱动提供水平推力，从而在减小鱼头体积的同时提高了机动性。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案如下：

本实用新型一种同步升潜串联舵机仿生机器鱼，其特点在于：该机器鱼包括鱼壳体、升潜机构、供电及控制部分、驱动部分；所述升潜机构包括联轴器、升潜舵机固定支架、升潜舵机、传动轴、胸鳍和鱼头固定盖；所述胸鳍与所述联轴器同心，使所述胸鳍上安装的所述传动轴能够顺利插入到所述联轴器中；所述联轴器固定安装在所述升潜舵机舵盘的两侧；所述升潜舵机固定安装在所述升潜舵机固定支架的上侧面；所述升潜舵机固定支架固定安装在鱼头的空腔内，且有一端粘接在所述鱼头固定盖上；

所述供电及控制部分包括电源、微控制器、传感信息采集模块、舵机驱动器、通讯模块；所述供电及控制部分集中封装在所述升潜舵机固定支架底部。

所述驱动部分包括所述鱼头固定盖、大U形支架、第一驱动舵机、第二驱动舵机、第三驱动舵机、第四驱动舵机、小U形支架、鱼尾固定板、尾鳍；提供水平面上推力的所述驱动部分由所述四组驱动舵机串联而成，所述驱动舵机分别由一组所述大U形支架和所述小U形支架固定，构成一个基本的运动单元。所述四组驱动舵机串联，将一侧所述大U形支架固定在所述鱼头固定盖上，另一侧所述小U形支架与所述鱼尾固定板相配合，已打孔的所述鱼尾固定板与所述尾鳍螺纹联结。

所述鱼壳体包括所述鱼头和鱼身两个部分；所述鱼身包括所述鱼头固定盖、鱼尾固定板、尾鳍和鱼身支架肋板；所述鱼头固定粘接在所述鱼头固定盖上；从所述鱼头固定盖处开始到所述鱼尾固定板处截止，采用乳胶膜将所述鱼头和鱼身紧密连接，在所述鱼身支架肋板支撑下，围成流线外形鱼体。

本发明采用上述方案后，具有如下技术效果：