[實用新型]一種基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚

有效

• 申請號: 201521031982.7
• 申請日: 2015-12-12
• 公開（公告）號: CN205273823U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 畢芃;馬宏偉;宮昭
• 申請（專利權）人: 畢芃
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63C11/52
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 白改芳

技術領域

本實用新型涉及水下潛器，具體涉及一種基于單關節尾鰭驅動的 仿生機器魚。

背景技術

地球的海洋面積為3.61億平方千米，約占地球總面積的71％，廣 闊的海洋蘊藏著豐富的礦產資源，而且海洋中的物種資源儲量巨大， 隨著資源在全球范圍內成為關注的焦點以及海洋勘測技術的發展，對 于海洋資源的開發和利用成為世界各國關注的焦點。水下機器人是從 驅動和結構出發，實現對于水下生物(魚類)的外形及其運動方式的 仿生，用智能設備代替人類實現水下探測，在軍用偵查等領域具有廣 闊的應用前景和巨大的潛在價值。

按照推進運動所模仿的魚類身體部位的不同，目前的仿生機器魚 主要分為兩種：一種是身體、尾鰭推進模式，即利用身體彎曲或尾鰭 的周期性往復擺動產生推進力；另一種是中間鰭、對鰭推進模式，即 利用中間鰭、對鰭的周期性擺動或波動產生推進力，這種驅動模式相 比尾鰭驅動模式，游動速度較慢，而采用尾鰭推進模式驅動的仿生機 器魚由于其具有優秀的加速及高效推進能力，因此在對速度及推進效 率有要求的場合下，這種推進模式得到了人們更多的關注。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種基于單關節尾鰭驅動的仿生機器 魚，旨在從外形以及游動性能方面優化尾鰭推進模式的仿生機器魚。

本實用新型采用的技術方案具體為：

一種基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚，包括基架以及設于所述 基架內的骨架；其中：

所述基架包括機體以及設于所述機體尾端的尾鰭，所述機體的機 身還設有胸鰭組和尾鰭，所述胸鰭組包括設于所述機身兩側的第一胸 鰭和第二胸鰭；

所述骨架包括骨架基體以及設于所述骨架基體的動力部，所述動 力部包括第一動力單元和第二動力單元，其中：

所述第一動力單元與所述胸鰭組相連接，用于使仿生機器魚的獲 得上浮或者下潛運動；

所述第二動力單元與所述尾鰭相連接，用于使仿生機器魚的獲得 擺動。

在上述基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚中，所述第一胸鰭和所 述第二胸鰭分別通過第一胸鰭連接桿和第二胸鰭連接桿組連接至所述 第一動力單元，所述尾鰭通過尾鰭架與所述機體相連接，所述尾鰭架 連接至所述第二動力單元。

在上述基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚中，所述第一動力單元 為舵機，所述舵機通過舵機連接件固定于所述骨架基體，所述第一胸 鰭連接桿和第二胸鰭連接桿經所述舵機連接件連接至所述舵機。

在上述基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚中，所述第二動力單元 為電機，所述電機和所述尾鰭架之間設有可變向傳動機構，所述可變 向傳動機構的輸入端與所述電機相連接，所述可變向傳動機構的輸出 端與所述尾鰭架相連接。

在上述基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚中，所述可變向傳動機 構為錐齒輪副或者蝸輪蝸桿齒輪副。

在上述基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚中，所述基架還包括魚 頭，所述魚頭設于所述機體首端，所述魚頭通過O型圈與所述機體相 連接。

在上述基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚中，所述基架還包括背 鰭，所述背鰭設于所述機體，且所述背鰭置于所述第一胸鰭和所述第 二胸鰭之間，所述背鰭通過機體上的預留孔固定于所述機體。

在上述基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚中，還包括流線組件， 所述流線組件設于所述機體與所述尾鰭的連接處，用于減少仿生機器 魚在游動過程中產生的游動阻力。

本實用新型產生的有益效果是：

本實用新型的仿生機器魚在水中能夠實現如真魚一樣的游動狀 態，而且這種外形結構能夠在運動過程降低游動阻力；且單關節尾鰭 的結構簡單，成本相對較低，尤其適合科普教育類的應用場合；

通過在動力單元中設置電池，使得仿生機器魚可以在無外接電源 的狀態下進行在水下工作，而且兩個動力單元通過獨立或者聯合控制 可以實現任意形式的運動。

附圖說明

當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實用新型。此處所 說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，實施例及其說明用 于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。

圖1為本實用新型一種基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚的結構 示意圖；

圖2為本實用新型一種基于單關節尾鰭驅動的仿生機器魚的爆炸 圖；