[发明专利]一种四分区压力驱动柔性仿生鱼及其制作方法

说明书

一种四分区压力驱动柔性仿生鱼及其制作方法，涉及水下探测领域。本发明是为了解决现有机器鱼不能快速灵活的通过复杂的地形导致无法完成复杂环境下的水下探测作业的问题；一种四分区压力驱动柔性仿生鱼包括：机器鱼尾鳍、胸鳍、流体弹性驱动器、锂电池、控制板、位置姿态传感器、电源管理模块、无线通讯模块、蠕动泵、胸鳍舵机；所述流体弹性驱动器设置在鱼尾的内部；所述流体弹性驱动器设置有五个独立腔室；所述五个独立腔室中的四个独立腔室分别为上腔室、左腔室和右腔室、下腔室、中心腔室；一种四分区压力驱动柔性仿生鱼的制作方法，包括：注塑石蜡模具；将获得的石蜡模具与硅胶模具外壳进行组装并浇模；将沸水注入模具中进行脱模。

技术领域

本发明涉及水下探测领域，特别涉及一种四分区压力驱动柔性仿生鱼及其制作方法。

背景技术

传统的遥控水下机器人(ROV)和自主式水下机器人(AUV)经过多年的发展，其技术已较为成熟，可以较好的进行某些特定的海洋活动，广泛应用于海洋搜救，海工装备检修等任务。但ROV和AUV均以螺旋桨为主要推进装置，存在着噪声大，灵活性差、对于海洋生物科学研究、海洋生态恢复与保护、深海养殖水质监测等任务适应性较差的问题。广泛分布于水域环境中的鱼类以其独特的推进方式为人类创造一种高灵活性，高隐蔽性的水下机器人提供了思路，以鱼类为模仿对象的仿生机器鱼逐渐得到重视。

现有的机器鱼通过关节摆动的方法进行平面推进，通过胸鳍或重心调节系统控制上浮下潜，但是通过关节进行摆动的机器鱼不够灵活、变形能力弱，通过胸鳍或重心调节系统控制上浮下潜的速度较慢，导致机器鱼不能灵活快速的通过复杂的地形，无法完成复杂环境下的水下探测作业。

发明内容

本发明目的是为了解决现有机器鱼不能快速灵活的通过复杂的地形导致无法完成复杂环境下的水下探测作业的问题。

一种四分区压力驱动柔性仿生鱼包括：鱼头、鱼尾、鱼身、尾鳍、胸鳍、流体弹性驱动器、锂电池、控制板、位置姿态传感器、电源管理模块、无线通讯模块、蠕动泵、胸鳍舵机；所述鱼身的两端分别与鱼尾和鱼头连接；所述鱼尾的另一端连接尾鳍；所述胸鳍对称设置在鱼身的外表面侧壁上；所述锂电池、控制板、位置姿态传感器、电源管理模块、无线通讯模块、蠕动泵设置在鱼身内部；所述胸鳍舵机设置在鱼身内部与胸鳍相连；鱼尾的内部设置有五个独立腔室，五个独立腔室中分别为上腔室、左腔室和右腔室、下腔室和中心腔室；五个独立腔室被限制层隔开，上腔室、下腔室、左腔室和右腔室分别位于鱼尾的上下左右位置，且围绕中心腔室设置；左腔室、右腔室内部分别设置隔膜将左腔室、右腔室隔成多个隔膜腔，左腔室、右腔室除隔膜外的中空部分构成内嵌气道网络；左腔室、右腔室和上腔室、下腔室构成流体弹性驱动器；所述中心腔室纵截面的中心与鱼尾纵截面的中心重合；

所述位姿传感器采集柔性仿生鱼目前的状态，并将仿生鱼的状态传给控制板；所述控制板根据仿生鱼目前的状态及需要完成的任务计算鱼尾横向位移及推进效率，将鱼尾运动曲线与鱼尾横向位移曲线重合时弹性驱动器推进效率最高，并控制蠕动泵对仿生鱼的弹性驱动器进行流体交换；所述仿生鱼的流体弹性驱动器的腔体在蠕动泵的作用下产生压强变化，通过压强变化驱动的鱼尾弯曲。

一种四分区压力驱动柔性仿生鱼的流体弹性驱动器的制作方法，具体过程为：

步骤一、注塑石蜡模具；

步骤二、将获得的石蜡模具与硅胶模具外壳、3D打印模具、尾部tpu软片、浇模底座进行组装并浇模；

步骤三、将沸水注入步骤二获得的模具中进行脱模。

本发明的有益效果为：