[發明專利]一種仿生魚的驅動與控制方法及仿生魚

有效

• 申請號: 201110461059.7
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102556310A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 盧小平
• 申請（專利權）人: 盧小平
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;A63H11/00;A63H23/08
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 劉菁菁

技術領域

本發明涉及玩具或水下機器人領域，特別涉及一種可以模仿魚類由尾部驅動前進、轉彎及升降的仿生魚的驅動與控制方法及仿生魚。?

背景技術

現有技術中，仿生學是20世紀60年代出現的一門綜合性邊緣科學，它由生命科學與工程技術學科相互滲透、相互結合而成，通過學習、模仿、復制和再造生物系統的結構、功能、工作原理及控制機制，來改進現有的或創造性的機械、儀器、建筑和工藝過程。仿生機器人這門學科產生和存在的前提就在于，生物經過了長期的自然選擇進化而來，在結構、功能執行、信息處理、環境適應、自主學習等多方面具有高度的合理性、科學性和進步性。而非結構化的、未知的工作環境、復雜的精巧的高難度的工作任務和對于高精確度、高靈活性、高可靠性、高智能性的目標需求則是仿生機器人提出和發展的客觀動力。?

在玩具行業中，仿生學也得到了充分的應用，市面上充斥著琳瑯滿目的仿生電動魚，但真正能在水中實現前進，轉彎及升降的不多，而要在小尺寸上實現這些功能的還沒有。?

發明內容

本發明的目的在于，提供一種仿生魚的仿生驅動與控制方法，以及采用該仿生驅動與控制方法的設計合理的仿生魚，通過巧妙的結構設計，逼真的模仿了魚的前進轉彎及升降時的動作，操作靈活、運行方便，支持各種自編程或遙?控控制。?

本發明為實現上述目的所采用的技術方案為：?

一種仿生魚的驅動與控制方法，其特征在于，其包括以下步驟：?

1)設置一密封的魚身體，及一可相對該身體擺動的魚尾；所述的魚身體內設有一驅動控制電路、電池及一條軸，所述的魚尾固定在該軸的的一端，其另一端固定有一個線圈支架，線圈支架的中間固定有一個線圈，在軸的中間套有一個密封圈，密封圈的內孔與尾軸相對固定，密封圈的外圈與魚身體相對固定，構成一浮動密封；?

2)在身體兩側對應線圈的位置各設置一粒磁石，朝向線圈的磁石面的極性相同，以保證當線圈充電時一邊產生吸力一邊產生推力；?

3)使所述驅動控制電路及電池供電給線圈，通過控制供電的電流方向和通斷時間長度的變化，來控制魚尾擺動，電流方向不同時魚尾擺動的方向也不同，當正反向供電時間長度不同時，則魚尾相應產生偏向推動力從而實現轉彎。?

4)制備一對線圈和磁石，將其中的線圈固定在魚身體上，當在線圈中正反向通電時，線圈和磁石之間分別產生推力和吸力；?

5)將磁石固定在所述電池上，這樣通過線圈和磁石的相互作用力帶動電池前后移動，從而改變其重心在魚身體內的位置，實現調節整體魚身體重心的目的。?

(6)制備一驅動控制電路振動開關，該開關通過外部振動使之產生觸發信號，從而喚醒或關閉該驅動控制電路。?

(7)在所述密封圈上內側設置一硬質脹緊圈，使所述密封圈與魚身體貼緊。?

所述的步驟(1)、(2)中的線圈和磁石，是將磁石固定在支架上，而將兩個?線圈分別固定在魚身體兩側。?

所述的步驟(4)、(5)中的磁石和線圈，是將磁石固定在魚身體上，而線圈固定在移動部件上；用以調節重心的零件是電池，或是單純的線圈或磁石，或專用的重塊。?

根據前述仿生魚的驅動與控制方法制備的仿生魚，其特征在于，其包括可相對擺動的一魚身體組件和魚尾部組件，在該身體組件1中設置有一驅動控制電路；在身體組件包括一左側殼體和右側殼體，其中各裝有一粒磁石，兩粒磁石相對面的極性相同；所述尾部組件包括一密封圈和一支持架；所述左側殼體和右側殼體通過尾部組件的密封圈和支持架而將尾部組件浮動支持；一尾部軸穿過密封圈中心的孔而固定，尾部軸的外側端套設有魚尾，內側一端插入一個線圈支架的側向小孔中，線圈支架的中間大孔中固定有一個線圈；當驅動控制電路輸出電流到線圈時，產生的磁場與兩個磁石的磁場相互作用，一側產生的是吸力，另一側產生的則是推力，當電流方向改變時，力的方向也隨之改變，從而推動尾部產生擺動作用，進而推動整個身體前進。?

所述的的仿生魚，其特征在于，所述的驅動控制電路包括PCB、振動開關、紅外接收管、工作和充電LED指示燈；振動開關由中心柱和振動彈簧組成；當來自身體的振動傳遞到彈簧上時，彈簧會產生擺動，當擺動超過一定幅度時就會接觸到中心柱，從而產生一個電信號喚醒驅動控制電路，此時就可以由紅外接收管接收外面的遙控信號，控制電路再根據接收到的信號執行相應的操作。?

所述的仿生魚，其特征在于，其還設有一導光件，所述的LED指示燈亮時光線入射面進入該導光件，經兩處反射面分配到兩側，經兩端射出到魚眼睛位置，再經魚眼睛射出到外面。?