[發明專利]一種仿生柔性機械黃鱔

在審

• 申請號: 202010568722.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111703565A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 孔祥洪;陳新軍;姚佳玲;屈曼祺;黃小雙;李磊焯;王天成;李瑞環
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63C11/52;B63G8/00;B63G8/38;B63B1/40
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 張潔

本發明公開了一種仿生柔性機械黃鱔，包括黃鱔本體，所述黃鱔本體包括黃鱔頭部、黃鱔軀干、柔性尾部，所述黃鱔頭部設有黃鱔眼睛、黃鱔嘴部，所述黃鱔眼睛由水下照明燈構成，所述黃鱔嘴部裝有水下攝像頭，所述黃鱔頭部和黃鱔軀干通過結構支撐連接，所述黃鱔軀干由若干動力驅動組成，通過動力驅動有序地垂直放置來進行左右、上升下潛及復合運動，所述黃鱔軀干通過結構支撐連接柔性尾部，所述黃鱔軀干通過動力驅動的驅動帶動柔性尾部擺動。本發明具備機動性強，節能驅動，推進效率高，噪音小，流體擾動小等優點，高度仿生的特點，具備良好的偽裝性，更能符合水產養殖黃鱔的需求，同時減少一定的人力成本和潛在危險，提高養殖效率。

技術領域

本發明實施例涉及人工智能機器魚領域，特別涉及一種仿生柔性機械黃鱔，涉及智慧牧漁中的智能養殖，主要與水下視覺傳輸和柔性機械控制運動相關。

背景技術

近年來，隨著海洋資源的開發，水下智慧牧漁的需求也越來越高，因此，柔性仿生機器魚對于水下智慧牧漁來說是搭載人工智能設計、實現精準養殖和釋放人力的途徑之一。仿生機器魚研究以來，多數機器魚選擇電動機作為驅動器，通過電動機驅動剛性結構控制樣機擺動。目前，仿生機器魚為了實現魚類的柔性彎曲擺動，通過推進器帶動并列鰭條形成鰩科模式推進動作。在模仿鰻鱺式游動的仿生機器魚中，國內外均有研究和樣機，例如美國研制的機器七鰓鰻利用電流加熱10條TiNi形狀記憶合金絲作為制動器。通過模擬真實魚類的游動方式及采用柔性材料達到高度仿生的效果，達到良好的偽裝性。

黃鱔是一種食用和藥用價值都很高的經濟魚類，作為國內外市場上十分暢銷的水產養殖名優品種，它具有生長速度快、投資小、產量高、收益快等優點，水下仿生柔性機械黃鱔的環境共融性能夠利用人工智能幫助黃鱔養殖者在水下觀測養殖情況，同時不驚擾真實黃鱔的生活狀態和周邊環境，提高精準養殖程度。

目前，傳統的水下航行器采用電機和螺旋槳驅動，存在體積大、噪音高、機動性差、靈活性低等缺陷。在水下仿生領域，仿生機器魚多數采用多連桿結構，由于關節數目的限制和材料的柔性不足，機器魚的游動效果與真實魚類還存在較大的差距，擾動性較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿生柔性機械黃鱔，具備機動性強，節能驅動，推進效率高，噪音小，流體擾動小等優點，更能符合水產養殖黃鱔的需求，有助于相關人員觀測黃鱔養殖情況，提高養殖效率。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種仿生柔性機械黃鱔，包括黃鱔本體，所述黃鱔本體包括黃鱔頭部、黃鱔軀干、柔性尾部，所述黃鱔頭部設有黃鱔眼睛、黃鱔嘴部，該黃鱔眼睛由水下照明燈構成，可在水下發光，所述黃鱔嘴部裝有水下攝像頭，所述黃鱔頭部和黃鱔軀干通過結構支撐連接，所述黃鱔軀干由若干動力驅動組成，通過動力驅動有序地垂直放置來進行前進左右、上升下潛及復合運動，所述黃鱔軀干通過支撐連接柔性尾部，所述黃鱔軀干通過動力驅動帶動柔性尾部擺動。

進一步，所述黃鱔軀干由至少六個動力驅動依次連接而成，所述動力驅動分別由結構支撐連接，所述結構支撐由長結構支撐和短結構支撐安裝連接而成。

進一步，所述黃鱔軀干的前三個動力驅動方向一致，后三個動力驅動方向一致，前三個動力驅動與后三個動力驅動正交連接，分別進行左右、上下和復合擺動。

進一步，所述黃鱔軀干，在所述動力驅動和結構支撐之間放置浮體材料，該浮體形狀為橢圓柱形，從頭部到尾部橫截面依次變小，形成較好地流線型，減少在水中阻力。

進一步，所述柔性尾部由柔性軟體材料制成，柔性尾部的后部設計成扁平狀，在擺動時能起到更大的推力，所述柔性尾部的長度大于黃鱔頭部和黃鱔軀干的總長。

進一步，所述黃鱔軀干呈橢圓柱形，仿生軟膠尾鰭為扁平狀，頭部尖長。

進一步，所述動力驅動中間設有圓柱形的電子艙，該電子艙內設有多路動力驅動控制板、主控微處理器、深度儀和電池。