[实用新型]一种基于视觉的多鳍协作驱动机器鱼

说明书

本实用新型提供一种基于视觉的多鳍协作驱动机器鱼，包括外壳、鱼尾动力模块、鱼鳍辅助模块、摄像头模块、重心调节模块以及用于控制机器鱼运作的控制模块及电源模块，摄像头模块包括摄像头，摄像头的一侧安装有带动摄像头上下及左右转动的二轴云台组件；重心调节模块包括左右重心块和前后重心块，左右重心块的一侧设有带动左右重心块左右摆动的左右重心调节舵机；前后重心块的两侧分别设有主动带轮和从动带轮，主动带轮通过第一同步齿形带与从动带轮连接，主动带轮的上侧连接有前后重心调节舵机，第一同步齿形带的下侧设有线轨，前后重心块与线轨滑动连接。具有防抖动以及使机器鱼实现上升、下潜和灵活的转弯的功能，提高了游动的灵活性。

技术领域

本实用新型涉及仿生机器鱼设备领域，具体涉及一种基于视觉的多鳍协作驱动机器鱼。

背景技术

仿生机器鱼是通过模仿鱼类的外形和运动规律来推动周围的水，以实现推进和转弯的，具有噪声低、对环境扰动小的特点，适合在长时间无能源补充及远距离条件的水下执行任务。因此，可以将仿生机器鱼应用于海洋勘测、海洋探险、海底管道检测、水下侦查和跟踪、水污染监测等，具有非常广阔的应用前景。

目前设计的仿生机器鱼主要包括外壳、头部、鱼鳍、骨架和运动控制单元，通过运动控制单元来控制鱼鳍和骨架的摆动来提高仿生机器鱼动作的仿真程度。其中，鱼鳍主要包括背鳍、胸鳍、腹鳍、臀鳍和尾鳍，不同的鱼鳍具有不同的功能：胸鳍的功能是运动、平衡和掌握运动方向；腹鳍的功能是协助背鳍、臀鳍来维持鱼体的平衡，并具有辅助鱼体升降和拐弯的功能；尾鳍具有平衡、推进和转向的作用，通过尾鳍的摆动使鱼体产生前进运动的推进力。

现有的仿生机器鱼的结构不尽相同，但都是通过模仿和控制鱼鳍的运动来实现推进运动的目的。但是，现有的研究中还无法通过鱼鳍的相互配合来实现机器鱼的上浮、下潜和灵活转弯。另外，机器鱼在水中游动的过程中，由于鱼鳍的摆动以及水本身的流动可能会使头部稳定性较差，容易导致摄像头的成像画面不清晰，无法清楚地探测水中的情况，影响机器鱼的智能游动。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于视觉的多鳍协作驱动机器鱼，该机器鱼主要通过摄像头与二轴云台的连接结构，来起到防抖动的功能，有助于实时探测水中情况，获取图像，并根据所获取的图像实现智能游动，而且，通过鱼鳍的辅助模块和重心调节模块之间的相互配合，使机器鱼可以实现上升、下潜及水中任意平面直游等运动。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种基于视觉的多鳍协作驱动机器鱼，包括外壳、鱼尾动力模块、鱼鳍辅助模块、摄像头模块、重心调节模块以及用于控制机器鱼运作的控制模块及电源模块，所述摄像头模块包括摄像头，所述摄像头的一侧安装有用于带动所述摄像头上下及左右转动的二轴云台组件，所述控制模块与所述二轴云台组件电连接；

所述重心调节模块包括左右重心块和前后重心块，所述左右重心块的一侧设有用于带动所述左右重心块左右摆动的左右重心调节舵机；所述前后重心块安装于所述左右重心块的下侧，所述前后重心块沿外壳延伸的两侧分别设有主动带轮和从动带轮，所述主动带轮通过第一同步齿形带与所述从动带轮连接，所述主动带轮的上侧连接有前后重心调节舵机，所述第一同步齿形带的下侧设有线轨，所述前后重心块与所述线轨滑动连接。

进一步，所述二轴云台组件包括第一电机、第二电机以及用于连接所述第一电机与所述第二电机的L型支撑架，所述摄像头的外侧设有摄像头外壳，所述摄像头外壳的一侧设有带动所述摄像头外壳转动的第一电机，且与所述第一电机的转轴可拆卸连接，所述第一电机的另一侧与所述L型支撑架的竖直部可拆卸连接，所述L型支撑架的下侧通过支撑座连接有带动所述L型支撑架转动的第二电机，且与所述第二电机的转轴可拆卸连接，所述第二电机的下侧安装有摄像头底座。