[實用新型]仿生機器魚

有效

• 申請號: 201620718582.1
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN206243422U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 應佳偉;陳輝
• 申請（專利權）人: 杭州暢動智能科技有限公司
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63G8/22;B25J11/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙)11489
• 代理人: 姚海波

技術領域

本實用新型屬于仿生機器人技術領域，具體涉及一種仿生機器魚。

背景技術

20世紀90年代以前對于魚類仿生學的研究主要集中于理論方面，隨著魚類推進機理研究的深入，機器人技術、仿生學、電子技術、材料科學和控制技術的新發展，模擬魚類游動機理的新型水下機器人——仿生機器魚受到了國內外的廣泛關注。美國麻繩理工學院根據提出的魚尾推進的“射流推進理論”，研制出長1.2米的仿生金槍魚和長0.8米的仿生梭魚。美國東北大學海洋科學中心利用形狀記憶合金和連桿機構開發了波動推進的機器鰻魚。美國新墨西哥大學利用高分子電解質離子交換膜IEM，鍍在仿生機器魚魚鰭的金屬薄片上，通過外加電場實現人造肌運動，產生類似鰻魚的游動方法。英國Essex大學設計了具有三維運動能力的機器魚。日本東京大學研制了兩關節推進的機器海豚。Kato等研究了對魚鰭推進機構的控制并開發了機器魚樣機黑鱸。日本名古屋大學研制出形狀記憶合金驅動微型身體波動式水下推進器和壓電陶瓷驅動的雙鰭魚型微型機器人。在國內，哈爾濱工程工程大學開展了仿生機器張宇的研究工作。北京航空航天大學機器人研究所研制了機器鰻魚、機器海豚以及采用扁平寬大的斧形水動力外型的SPC系列仿生機器魚。中科院沈陽自動化研究所研制了兩關節的仿生機器魚模型。北京大學力學與工程科學系研制了仿生海豚樣機。中科院北京自動化研究所研發出微小型機器魚、多傳感器仿生機器魚等。

然而，目前國內外仿生機器魚鰭結構復雜，制造成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于解決上述技術問題的仿生機器魚。

本實用新型實施例提供一種仿生機器魚，包括魚頭及與魚頭連接的魚身，所述魚身包括與魚頭連接的軀干骨架、與所述軀干骨架連接的尾部骨架及設置在軀干骨架上的魚鰭，所述魚鰭包括魚鰭骨架及與魚鰭骨架連接的鰭部支架，鰭部支架與魚身連接，其中，魚鰭骨架包括骨架基板及設置骨架基板上的多個相互鉸接的柔性關節。

進一步地，所述骨架基板的長度延伸方向與魚身的長度延伸方向垂直，柔性關節的長度延伸方向與魚身的長度延伸方向平行

進一步地，柔性關節的一端與骨架基板固定并且沿著魚身的長度延伸方向設置。

進一步地，所述柔能性關節包括多個片狀的子關節，相鄰的兩個子關節通過連接轉軸連接，連接轉軸上套設有一個扭簧，扭簧的兩端分別抵住兩個子關節。

進一步地，所述魚鰭還包括鰭部擺動裝置及鰭部電機盒，鰭部擺動裝置包括鰭部擺動電機、鰭部轉盤及鰭部曲柄，其中，鰭部擺動電機設置在鰭部電機盒內并且鰭部擺動電機的轉軸部穿出鰭部電機盒，所述鰭部轉盤套設在鰭部擺動電機的轉軸部上，所述鰭部曲柄的兩端分別與鰭部轉盤及鰭部支架樞轉連接，鰭部支架的中部位置通過連接軸與鰭部電機盒的前端面樞轉連接。

進一步地，同一對魚鰭中的兩個鰭部擺動電機安裝在同一個鰭部電機盒內，鰭部電機盒固定在軀干骨架內。

進一步地，所述鰭部電機盒的前部設置蓋板，鰭部電機盒的蓋板上設有供兩個鰭部擺動電機的轉軸部穿設的穿孔，連接軸設置在蓋板上。

由于上述技術方案的應用，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型的仿生機器魚的魚鰭結構簡單，且具有逼真的仿生效果。

附圖說明

圖1為本實用新型較佳實施例所提供仿生機器魚的立體結構示意圖。

圖2為圖1的平面結構示意圖。

圖3為圖1中的魚頭的分解示意圖。

圖4為圖1中的魚頭的剖視示意圖。

圖5為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀干前部與魚頸的分解示意圖。

圖6為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀干后與魚尾部的分解示意圖。

圖7為圖1中的魚身擺動裝置的示意圖。

圖8-10為圖1中的魚身擺動裝置驅動魚身的軀干骨架擺動的示意圖。

圖11為圖1中的鰭部的示意圖。

圖12為圖11中的柔性關節的示意圖。

圖13為圖11中的電機盒的示意圖。

圖14為本實用新型仿生機器魚的上浮下潛機構的示意圖。

圖15為本實用新型仿生機器魚的控制系統的示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。