[發明專利]一種機器魚及其路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201910099009.5
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109720527A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 朱紅秀;杜闖;褚彥斌;徐亮;江熠;李智津;林毅鑫;劉欣宇;孟慶博;黃賡
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H21/17;B25J11/00;G05D1/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供了一種機器魚及其路徑規劃方法，包括魚身和尾鰭；其中，所述魚身為空腔結構，所述魚身的腔體內部設置有電磁驅動器，所述尾鰭與所述電磁驅動器的動力輸出端連接。通過電磁驅動器為尾鰭提供動力，進而在尾鰭的驅動下使機器魚行進和變換方向，由于采用了電磁驅動器的驅動方式，該機器魚噪音小，機動性強，動態響應快，且機械結構簡單。

技術領域

本發明實施例涉及仿生裝置技術領域，更具體地，涉及一種機器魚及其路徑規劃方法。

背景技術

海洋水下，隨著越來越深入海底，其環境也越來越惡劣，壓力壓強也劇增，腐蝕性特別高，傳感器更加容易產生不透明性。因此要想充分利用海洋的豐富多樣的巨大資源寶庫，海洋探索工具必須具備保證其質量。為了順應時代的背景，國內外學者開始著手進行自主式水下航行器(AUV)的研制。自主式水下航行器可以完成復雜的水下作業，尤其是在當人類下水容易造成生命健康威脅的情況下。當進行水下作業的時候，如果根據具體情景，需要水下驅動裝置進行很深的海底作業時，這就需要具備一些相應功能的AUV來完成任務。AUV的一大特色就是相對體積較小，可以進行無線通訊比較靈活，而且無線通訊可以省去很多人工作業，這對海洋中工作尤其是在深海中的工作的人們提供了安全保證，避免不必要的人工下海，這是其現實意義中的優點。

即使已經突破了一些難題，取得了相應的進展，但要研究解決的問題還很多，比如在新型材料技術、無線通信技術、能源尤其是新能源技術、推進方式技術方面。其設計方向要適應長時間、大范圍、多功能等也需要解決。推進系統的設計是AUV系統的技術關鍵和需要克服的難點，大部分推進系統的原動機都是液壓馬達或著是電磁馬達，主要是利用葉輪或者螺旋槳的運轉來推進水下驅動裝置的運動。

但是，現有水下航行裝置由于其機械結構和推進方式的特點，導致其存在噪音大、機動性差、動態響應慢以及機械結構復雜等缺點。

發明內容

本發明實施例提供了一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的機器魚及其路徑規劃方法。

一方面本發明實施例提供了一種機器魚，包括魚身和尾鰭；其中，

所述魚身為空腔結構，所述魚身的腔體內部設置有電磁驅動器，所述尾鰭與所述電磁驅動器的動力輸出端連接。

進一步地，所述電磁驅動器包括：兩個永磁體、線圈、動力輸出臂；其中，

所述兩個永磁體正對設置在所述魚身的腔體內部的殼體上，所述動力輸出臂與所述魚身的殼體鉸接，所述動力輸出臂的一端與所述尾鰭連接，所述線圈設置在所述動力輸出臂的另一端，且所述線圈的圓心與所述兩個永磁體中心連線的中點重合，且所述線圈正對所述兩個永磁體設置。

進一步地，所述兩個永磁體與所述魚身的腔體內部的殼體上相應的孔通過過盈配合連接。

進一步地，所述線圈與所述動力輸出臂的另一端上相應的孔通過過盈配合連接。

進一步地，所述魚身的尾部設置有兩個正對的第一凸臺，所述兩個第一凸臺上分別設置有軸承孔，所述動力輸出臂上設置有貫通孔，所述動力輸出臂與所述魚身的殼體通過穿裝于所述兩個軸承孔和所述貫通孔的中心軸，以及分別設置在所述兩個軸承孔內的兩個法蘭軸承鉸接。

進一步地，在所述法蘭軸承和所述動力輸出臂之間還設置有推力軸承。

進一步地，所述動力輸出臂的一端和所述尾鰭之間設置有尾柄，所述尾柄的一端設置有第一凹槽和多個第一螺紋孔，所述尾柄的另一端設置有第二凹槽和多個第二螺紋孔；

所述動力輸出臂的一端設置有第二凸臺，所述第二凸臺嵌入所述第一凹槽，且所述動力輸出臂的一端通過多個第一螺栓和所述多個第一螺紋孔與所述尾柄的一端螺紋連接；

所述尾鰭嵌入所述第二凹槽，且所述尾鰭通過多個第二螺栓和所述多個第二螺紋孔與所述尾柄的另一端固定連接。