CN101486377B - 一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，该仿生机器人由左摆动组件、右摆动组件、尾部摆动组件、支撑组件、左柔性翼和右柔性翼组成；左柔性翼与右柔性翼的结构相同，且以纵轴线为中心对称进行装配形成柔性机体，左摆动组件、右摆动组件、尾部摆动组件和支撑组件设置在柔性机体内部，气源设置在柔性机体的外部；支撑组件沿纵轴线设置，左摆动组件和右摆动组件分别安装在支撑组件的左、右两侧，尾部摆动组件安装在支撑组件的后端。左摆动组件与右摆动组件结构相同。该仿生机器人采用外置气源驱动气动人工肌肉实现仿生机器人在水中的前进、转弯和升沉运动。

Description

一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人

技术领域

本发明涉及一种水下仿生机器人，更特别地说，是指一种模仿海洋中双侧胸鳍摆动游动的鲼科鱼类的身体外形，利用气动人工肌肉驱动的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人。

背景技术

柔性胸鳍摆动推进仿生机器人(鱼)能够实现低频、低阻、高效、高机动性的水下运动，它在水下探测和军用侦察领域都有广泛的应用前景。目前，国内外现有仿生机器人(鱼)按照推进所使用身体部位的不同，大概可分为两种：①身体、尾鳍推进模式——利用类似蛇类或鳗鱼的身体弯曲波动或尾鳍的周期性往复摆动产生推进力；②中间鳍、对鳍推进模式——利用中间鳍、对鳍的周期性摆动或波动产生推进力。迄今为止，水下仿生机器人(鱼)几乎都采用了这两种推进模式。对采用第一种推进模式的仿生机器人(鱼)研究较多，对第二种推进模式中个别推进方式研究较少，例如胸鳍摆动推进方式。现有仿生机器人(鱼)多采用刚性驱动结构和刚性机体，该种刚性驱动结构和刚性机体的仿生机器人(鱼)，其推进速度和推进效率达不到所模仿鱼类的速度和效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用柔性机体和柔性摆动推进机构的胸鳍摆动式水下仿生机器人，该仿生机器人采用外置气源驱动气动人工肌肉实现仿生机器人在水中的前进、转弯和升沉运动。

本发明的仿生机器人一方面，在气源驱动的条件下通过左摆动组件和右摆动组件的同步上下运动实现仿生机器人在水中的前进。

本发明的仿生机器人另一方面，在气源驱动的条件下通过尾部摆动组件的上下运动实现仿生机器人在水中的升沉。

本发明的仿生机器人第三方面，在气源驱动的条件下通过左摆动组件与右摆动组件的非同步上下运动实现仿生机器人在水中的转向。

本发明的一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，包括有气源和仿生结构体两部分。仿生结构体由左摆动组件、右摆动组件、尾部摆动组件、支撑组件、左柔性翼和右柔性翼组成；左柔性翼与右柔性翼的结构相同，且以纵轴线为中心对称进行装配；左摆动组件与右摆动组件结构相同；左摆动组件、右摆动组件、尾部摆动组件和支撑组件设置在柔性机体内部，支撑组件沿纵轴线设置，左摆动组件和右摆动组件分别安装在支撑组件的左、右两侧，尾部摆动组件安装在支撑组件的后端。左柔性翼和右柔性翼的纵切面采用NACA标准翼形。左柔性翼和右柔性翼分别采用单组分硅橡胶或者双组份硅橡胶的柔性材料浇铸成一体化结构件。左摆动组件和右摆动组件中的气动人工肌肉选用McKibben型气动人工肌肉，耐压0.6MPa。左摆动组件和右摆动组件中的柔性肋骨采用具有弹性的玻璃纤维板、碳纤维板或者聚乙烯塑料板板状材料制作。

本发明的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人的优点在于：采用柔性材料浇铸制作机体，使其从外形和性能上均贴近仿生原型；用四条气动人工肌肉的收缩和伸长，达到驱动机体运动的目的；通过气动人工肌肉、柔性肋骨和柔性翼的组合使用，实现仿生鱼的柔顺运动；利用人工肌肉收缩量和收缩时间的不同，实现柔性仿生胸鳍和机体尾部的摆动幅度和摆动频率的调节，从而改变仿生机器鱼的运动速度和机动性能，实现仿生机器鱼的高效、低阻、高机动性运动。气动人工肌肉驱动气源可根据需要外置或者置于仿生机器人内部。

附图说明

图1是本发明柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人的外部结构图。

图1A是未装配左、右柔性翼的仿生机器人的内部结构图。

图2是本发明骨架组件的结构图。

图2A是本发明骨架组件中连接件的后视图。

图2B是本发明骨架组件中连接件的主视图。

图2C是本发明骨架组件中接头的结构图。

图2D是本发明骨架组件中垫块的结构图。

图3是本发明左摆动组件的结构图。

图3A是本发明左摆动组件的背部结构图。

图3B是本发明左摆动组件中滑线块与压板的装配图。

图3C是本发明左摆动组件中拉绳块的结构图。

图4是本发明右摆动组件的结构图。

图4A是本发明右摆动组件的背部结构图。

图5是本发明尾部摆动组件的结构图。

图5A是本发明尾部摆动组件中上拉件的结构图。

图6是本发明左柔性翼的结构图。

图7是本发明右柔性翼的结构图。

图中：          1.左摆动组件    101.左柔性肋骨  102.左气动人工肌肉

103.左拉绳      104.左肋骨根部  105.左肋骨尖部  106.A通孔      111.A滑线块

111a.C光孔      111b.滑套       111c.C通孔      112.B滑线块    113.A压板

114.B压板       115.A拉绳块     115a.A销钉孔    115b.B销钉孔   115c.D通孔

2.右摆动组件    201.右柔性肋骨  202.右气动人工肌肉             203.右拉绳

204.右肋骨根部  205.右肋骨尖部  206.B通孔       211.C滑线块    212.D滑线块

213.C压板       214.D压板       215.B拉绳       3.尾部摆动组件 3a.E气管接头

3b.F气管接头    301.尾部柔性板  302.尾部A气动人工肌肉          302a.前端

302b.后端       303.尾部B气动人工肌肉           303a.前端      303b.后端

304.上拉绳      305.上拉件      305a.E通孔      305b.F通孔     306.下拉绳

307.下拉件      4.支撑组件      4a.上板面       4b.下板面      4c.后板面

41.A气管接头    42.B气管接头    43.C气管接头    44.D气管接头   45.A通气管

46.B通气管      401.骨架        402.配重块      403.垫块       404.接头

404a.后板面     404b.上板面     404c.A侧板面    404d.B侧板面   441.A螺纹孔

442.B螺纹孔     443.C螺纹孔     444.D螺纹孔     445.E螺纹孔    446.F螺纹孔

447.G螺纹孔     448.H螺纹孔     405.连接件      451.安装面     452.A凸耳对

453.B凸耳对     454.尾板槽      455.正面        406.夹缝       5.左柔性翼

5a.左前缘       501.左空腔      502.G通孔       503.A半圆孔    504.B半圆孔

6.左柔性翼      6a.右前缘       601.右空腔      602.H通孔      603.C半圆孔

604.D半圆孔

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明的一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人是依据仿生学原理，通过利用水下胸鳍摆动推进模式的低频、低阻、高效、高机动性等特点，设计了采用气动人工肌肉驱动的分布式柔性内部骨架及柔性机体的胸鳍摆动推进式仿生机器人，一般仿生机器人包括有气源和仿生结构体两部分。

参见图1、图1A所示，本发明的一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，仿生结构体由左摆动组件1、右摆动组件2、尾部摆动组件3、支撑组件4、左柔性翼5和右柔性翼6组成；左柔性翼5与右柔性翼6的结构相同，且以纵轴线为中心对称进行装配，左柔性翼5和右柔性翼6采用柔性材料(该柔性材料可以是单组分硅橡胶或者双组份硅橡胶)浇铸成一体化结构件，左柔性翼5和右柔性翼6构成了仿生机器人的柔性机体；左摆动组件1、右摆动组件2、尾部摆动组件3和支撑组件4设置在柔性机体内部，气源(该气源为本发明仿生机器人提供驱动用的压缩空气)设置在柔性机体的外部；支撑组件4沿纵轴线设置，左摆动组件1和右摆动组件2分别安装在支撑组件4的左、右两侧，尾部摆动组件3安装在支撑组件4的后端。左摆动组件1与右摆动组件2结构相同。

下面将设计的一种本发明柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人根据结构特征分为四部分进行详细说明：    

(一)支撑组件4

参见图2、图2A～图2D所示，支撑组件4包括有骨架401、配重块402、垫块403、接头404、连接件405；配重块402和垫块403安装在骨架401的下板面4b上；骨架401的上板面4a上开有用于A气管接头41、B气管接头42、C气管接头43、D气管接头44穿过的四个通孔，骨架401的后板面4c的背部安装有连接件405，即连接件405的安装面451与后板面4c的背部贴合，采用螺钉与螺母进行固定。

配重块402为一铅块，配重块402所用的重量是本发明仿生机器人总重量的1/5～1/3。

垫块403上设有I螺纹孔431、J螺纹孔432，I螺纹孔431用于安装左柔性肋骨101，J螺纹孔432用于安装右柔性肋骨201。垫块403的上板面与接头404的下板面之间有一夹缝406，该夹缝406的高度与左柔性肋骨101、右柔性肋骨201的根部厚度相同。

接头404的后板面404a上设有G螺纹孔447和H螺纹孔448，接头404的上板面404b上设有A螺纹孔441、B螺纹孔442、C螺纹孔443、D螺纹孔444，接头404的A侧板面404c上设有E螺纹孔445，接头404的B侧板面404d上设有F螺纹孔446。A螺纹孔441与G螺纹孔447导通，B螺纹孔442与H螺纹孔448导通，D螺纹孔444与E螺纹孔445导通，C螺纹孔443与F螺纹孔446导通。

A螺纹孔441用于安装A气管接头41，A气管接头41与外部气源连接；G螺纹孔447上安装有用于与A通气管45连接的气管接头；由于A螺纹孔441与G螺纹孔447的导通，实现了外部为尾部A气动人工肌肉302提供压缩空气。

B螺纹孔442用于安装B气管接头42，B气管接头42与外部气源连接；H螺纹孔448上安装有用于与B通气管46连接的气管接头；由于B螺纹孔442与H螺纹孔448的导通，实现了外部为尾部B气动人工肌肉303提供压缩空气。

C螺纹孔443用于安装C气管接头43，C气管接头43与外部气源连接；F螺纹孔446内连接有左气动人工肌肉102的一端；由于C螺纹孔443与F螺纹孔446的导通，实现了外部为左气动人工肌肉102提供压缩空气。

D螺纹孔444用于安装D气管接头44，D气管接头44与外部气源连接；E螺纹孔445内连接有右气动人工肌肉202的一端；由于D螺纹孔444与E螺纹孔445的导通，实现了外部为右气动人工肌肉202提供压缩空气。

连接件405设计为“Z”字形，连接件405的安装面451为光滑面，连接件405的正面455从上至下设有A凸耳对452、尾板槽454、B凸耳对453，A凸耳对452中安装有尾部A气动人工肌肉302的前端，尾板槽454中安装有尾板的前端，B凸耳对453中安装有尾部B气动人工肌肉303的前端。

(二)左摆动组件1和右摆动组件2

参见图3、图3A、图3B、图3C所示，左摆动组件1包括有左柔性肋骨101、左气动人工肌肉102、左拉绳103、A拉绳块115、两个拉绳导向件，该拉绳导向件由滑线块与压板组成，即A滑线块111与A压板113组成第一个拉绳导向件，B滑线块112与B压板114组成第二个拉绳导向件。第一个拉绳导向件和第二个拉绳导向件能够保证左拉绳103在左柔性肋骨根部104至左柔性肋骨尖部105、或左柔性肋骨尖部105至左柔性肋骨根部104的方向上滑动。第一个拉绳导向件与第二个拉绳导向件的结构相同。第一个拉绳导向件与第二个拉绳导向件间隔一段距离在左柔性肋骨101的上下板面上，第一个拉绳导向件与第二个拉绳导向件之间的间隔为左柔性肋骨(101)总长度的1/4。

左柔性肋骨101设计成鲼科鱼类中牛鼻鲼的鳍骨连接体形状，该仿鳍骨连接体形状的左柔性肋骨101能够实现肋骨柔顺变型，并带动左柔性翼5的左前缘5a实现仿牛鼻鲼的胸鳍上下摆动。左柔性肋骨101的根部104通过螺钉与I螺纹孔431的配合实现将左柔性肋骨101安装在垫块403上。左柔性肋骨101采用具有弹性的板状材料(包括玻璃纤维板、碳纤维板或者聚乙烯塑料板)制作。

左柔性肋骨101的上板面安装有A滑线块111、B滑线块112，左柔性肋骨101的下板面安装有A压板113、B压板114，A滑线块111与B滑线块112的结构相同，A压板113与B压板114的结构相同。A滑线块111上设有C光孔111a，C光孔111a内安装有滑套111b，滑套111b的中心开有C通孔111c，C通孔111c用于左拉绳103在其内进行滑动；B滑线块112与A压板113分别设置在左柔性肋骨101的上下板面，并通过螺钉与螺母安装在左柔性肋骨101上。

左拉绳103的一端穿过A拉绳块115的C通孔115c后打结，左拉绳103的另一端穿过左柔性肋骨101上的A通孔106后打结。

A拉绳块115为“凹”形结构，A拉绳块115的两凸耳上分别设有A销钉孔115a、B销钉孔115b，且A销钉孔115a与B销钉孔115b同轴，通过在A销钉孔115a与B销钉孔115b的孔内放置一个销钉实现将左气动人工肌肉102的另一端与A拉绳块115的连接；A拉绳块115的底部中心设有C通孔115c，该C通孔115c用于左拉绳103穿过。

左气动人工肌肉102的一端连接在接头404的F螺纹孔446中，左气动人工肌肉102的另一端连接在A拉绳块115上；左气动人工肌肉102的一端与F螺纹孔446的连接，由于接头404上安装有多个气管接头，这些气管接头中的C气管接头43安装在接头404的C螺纹孔443中，C螺纹孔443与F螺纹孔446导通，从而实现外部气源为左气动人工肌肉102提供压缩空气；左气动人工肌肉102是一种利用压缩空气进行运动的器件(在本发明中选用McKibben型气动人工肌肉，耐压0.6MPa)，在压缩空气气压升高(指左气动人工肌肉102充气)条件下实现收缩运动，在压缩空气气压降低(指左气动人工肌肉102排气)条件下逐渐恢复原长；在本发明中，左气动人工肌肉102充入压缩空气时实现收缩，并带动左拉绳103向左肋骨根部104滑动，从而带动了左柔性肋骨101向上弯曲摆动；在压缩空气气压降低条件下，左气动人工肌肉102伸长，在左柔性肋骨101的弹性作用下，左拉绳103向左肋骨尖部105滑动，左柔性肋骨101逐渐恢复到向上弯曲摆动前的位置。左气动人工肌肉102在充气-排气过程中，实现左摆动组件1的摆动运动周期。

参见图4、图4A所示，右摆动组件2包括有右柔性肋骨201、右气动人工肌肉202、右拉绳203、B拉绳块215、两个拉绳导向件，该拉绳导向件由滑线块与压板组成，即C滑线块211与C压板213组成第三个拉绳导向件，D滑线块212与D压板214组成第四个拉绳导向件。第三个拉绳导向件和第四个拉绳导向件能够保证右拉绳203在右柔性肋骨根部204至右柔性肋骨尖部205、或右柔性肋骨尖部205至右柔性肋骨根部204的方向上滑动。第三个拉绳导向件与第四个拉绳导向件间隔一段距离安装在右柔性肋骨201的上下板面上，第一个拉绳导向件与第二个拉绳导向件之间的间隔为左柔性肋骨(101)总长度的1/4。B拉绳块215与A拉绳块115的结构相同。第一个拉绳导向件、第二个拉绳导向件、第三个拉绳导向件和第四个拉绳导向件的结构相同。右柔性肋骨201与左柔性肋骨101的结构相同。

右柔性肋骨201设计成鲼科鱼类中牛鼻鲼的鳍骨连接体形状，该仿鳍骨连接体形状的右柔性肋骨201能够实现肋骨柔顺变型，并带动右柔性翼6的右前缘6a实现仿牛鼻鲼的胸鳍上下摆动。右柔性肋骨201的根部204通过螺钉与J螺纹孔432的配合实现将右柔性肋骨201安装在垫块403上。右柔性肋骨201采用具有弹性的板状材料(包括玻璃纤维板、碳纤维板或者聚乙烯塑料板)制作。

右柔性肋骨201的上板面安装有C滑线块211、C滑线块212，右柔性肋骨201的下板面安装有C压板213、D压板214。

右拉绳203的一端穿过B拉绳块215上的通孔后打结，右拉绳203的另一端穿过右柔性肋骨201上的B通孔206后打结。

B拉绳块215与A拉绳块115的结构相同，通过一个销钉实现将右气动人工肌肉202的另一端与B拉绳块215的连接，右拉绳203穿过B拉绳块215底部的通孔后打结。

右气动人工肌肉202的一端连接在接头404的E螺纹孔445中，右气动人工肌肉202的另一端连接在B拉绳块215上；右气动人工肌肉202的一端与E螺纹孔445的连接，D螺纹孔444与E螺纹孔445导通，从而实现外部气源为右气动人工肌肉202提供压缩空气；右气动人工肌肉202在压缩空气气压升高(指右气动人工肌肉202充气)条件下实现收缩运动，在压缩空气气压降低(指右气动人工肌肉202排气)条件下逐渐恢复原长；在本发明中，右气动人工肌肉202充入压缩空气时实现收缩，并带动右拉绳203向右肋骨根部204滑动，从而带动了右柔性肋骨201向上弯曲摆动；在压缩空气气压降低条件下，右拉绳203向右肋骨尖部205滑动，右柔性肋骨201逐渐恢复到向上弯曲摆动前的位置。右气动人工肌肉202在充气-排气过程中，实现右摆动组件2的摆动运动周期。

(三)尾部摆动组件3

参见图5、图5A所示，尾部摆动组件3包括有尾部柔性板301、尾部A气动人工肌肉302、尾部B气动人工肌肉303、上拉件305、下拉件307，

尾部柔性板301为一个箭头形状，尾部柔性板301的根部安装在连接件405的尾板槽454内；尾部柔性板201采用具有弹性的板状材料(包括玻璃纤维板、碳纤维板或者聚乙烯塑料板)制作。

尾部A气动人工肌肉302的前端302a安装在连接件405的A凸耳对452中，且前端302a上设有E气管接头3a，E气管接头3a上连接有A通气管45，A通气管45的另一端与G气管接头(图中未示出，该G气管接头安装在接头404的G螺纹孔447中)连接，接头404的A螺纹孔441中安装有A气管接头41，A气管接头41与外部气源连接；尾部A气动人工肌肉302的后端302b通过上拉绳304实现与上拉件305的连接，上拉件305安装在尾部柔性板301的上板面上。

尾部B气动人工肌肉303的前端303a安装在连接件405的B凸耳对453中，且前端303a上设有F气管接头3b，F气管接头3b上连接有B通气管46，B通气管46的另一端与H气管接头(图中未示出，该H气管接头安装在接头404的H螺纹孔448中)连接，接头404的B螺纹孔442中安装有B气管接头42，B气管接头42与外部气源连接；尾部B气动人工肌肉303的后端303b通过下拉绳306实现与下拉件307的连接，下拉件306安装在尾部柔性板301的下板面上。

上拉件305与下拉件307的结构相同，上拉件305为一“T”型结构件，上拉件305中部的凸起上设有E通孔305a，E通孔305a用于上拉绳304穿过(上拉绳304分别穿过E通孔305a、尾部A气动人工肌肉302的后端302b上的一圆孔，实现尾部A气动人工肌肉302的与尾部柔性板301的连接)，上拉件305的底部平台上设有F通孔305b。采用一螺钉顺次穿过上拉件305上的F通孔305b、尾部柔性板301上的通孔(图中未示出)、下拉件307上的通孔后连接上螺母，从而实现将上拉件305、下拉件307安装在尾部柔性板301的上、下板面。

在本发明中，尾部A气动人工肌肉302在充气气压升高条件下实现收缩运动，同时，尾部B气动人工肌肉303在充气气压降低条件下伸长，从而保证了尾部柔性板301的向上摆动。当尾部A气动人工肌肉302在充气气压降低条件下实现伸长运动，同时，尾部B气动人工肌肉303充气气压升高条件下收缩，从而保证了尾部柔性板301的向下摆动。尾部柔性板301的向下或向上摆动带动柔性机体尾部向上或向下摆动，从而实现了本发明的仿生机器人的下潜与上浮运动。

(四)左柔性翼5和右柔性翼6

参见图6、图7所示，左柔性翼5和右柔性翼6的结构相同。

左柔性翼5的纵切面采用NACA标准翼形。左柔性翼5上设有左空腔501、左柔性翼5的接合处设有两个半圆孔(A半圆孔503、B半圆孔504)，左柔性翼5的上壳板上设有G通孔502，该G通孔502用于C气管接头43穿过。

右柔性翼6的纵切面采用NACA标准翼形。右柔性翼6上设有右空腔601、右柔性翼6的接合处设有两个半圆孔(C半圆孔603、D半圆孔604)，右柔性翼6的上壳板上设有H通孔602，该H通孔602用于D气管接头44穿过。

左柔性翼5与右柔性翼6装配在一起时，A半圆孔503与C半圆孔603形成一个完整的通孔，该通孔用于B气管接头44穿过，B半圆孔504与D半圆孔604形成另一个完整的通孔，该通孔用于A气管接头41穿过。

待四个气管接头安装好后，最后对左柔性翼5与右柔性翼6的接合处采用柔性材料(柔性材料是单组分硅橡胶或者双组份硅橡胶)进行灌封粘接。

本发明的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，通过控制左柔性肋骨101的柔度分布，以及A滑线块111、B滑线块112的位置，来控制左柔性肋骨101的形变，从而间接限定左柔性翼5的形变。通过控制左气动人工肌肉102的收缩量控制左柔性肋骨101的摆动幅度，从而控制左柔性翼5的摆动幅度；控制左气动人工肌肉102的收缩频率，来控制左柔性肋骨101的摆动频率，从而控制左柔性翼5的摆动频率。

通过控制右柔性肋骨201的柔度分布，以及C滑线块211、D滑线块212的位置，来控制右柔性肋骨201的形变，从而间接限定右柔性翼6形变。通过控制右气动人工肌肉202的收缩量控制右柔性肋骨201的摆动幅度，从而控制右柔性翼6的摆动幅度，控制右气动人工肌肉202的收缩频率，控制右柔性肋骨201的摆动频率，从而控制右柔性翼6的摆动频率。

根据左柔性翼5和右柔性翼6的摆动幅度和摆动频率的不同，实现仿生机器人前进速度的调节；左柔性翼5与右柔性翼6同步摆动，实现仿生机器人的直线运动；左柔性翼5与右柔性翼6的异步摆动或者反相位摆动，实现仿生机器人的转弯运动。

通过控制尾部A气动人工肌肉302和尾部B气动人工肌肉303的缩短与回复实现柔性机体尾部的上摆和下摆运动。尾部A气动人工肌肉302充气收缩，尾部B气动人工肌肉303放气回复，拉动尾部柔性板301向上摆动，尾部柔性板301的向上摆动带动柔性机体尾部实现上摆运动，实现仿生机器人上浮；尾部B气动人工肌肉303充气收缩，尾部A气动人工肌肉302放气回复，拉动尾部柔性板301向下摆动，尾部柔性板301的向下摆动带动柔性机体尾部实现下摆运动，实现仿生机器人下潜。

Claims (9)

1.一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，包括有气源和仿生结构体，其特征在于：所述仿生结构体由左摆动组件(1)、右摆动组件(2)、尾部摆动组件(3)、支撑组件(4)、左柔性翼(5)和右柔性翼(6)组成；左柔性翼(5)与右柔性翼(6)的结构相同，且以纵轴线为中心对称进行装配；左摆动组件(1)与右摆动组件(2)结构相同，左摆动组件(1)、右摆动组件(2)、尾部摆动组件(3)和支撑组件(4)设置在左柔性翼(5)与右柔性翼(6)的内部；支撑组件(4)沿纵轴线设置，左摆动组件(1)和右摆动组件(2)分别安装在支撑组件(4)的左、右两侧，尾部摆动组件(3)安装在支撑组件(4)的后端；支撑组件(4)包括有骨架(401)、配重块(402)、垫块(403)、接头(404)、连接件(405)；配重块(402)和垫块(403)安装在骨架(401)的下板面(4b)上；骨架(401)的上板面(4a)上开有用于A气管接头(41)、B气管接头(42)、C气管接头(43)、D气管接头(44)穿过的四个通孔，骨架(401)的后板面(4c)的背部安装有连接件(405)；垫块(403)上设有I螺纹孔(431)、J螺纹孔(432)，I螺纹孔(431)用于安装左柔性肋骨(101)，J螺纹孔(432)用于安装右柔性肋骨(201)，垫块(403)的上板面与接头(404)的下板面之间有一夹缝(406)，该夹缝(406)用于放置左柔性肋骨(101)、右柔性肋骨(201)；接头(404)的后板面(404a)上设有G螺纹孔(447)和H螺纹孔(448)，接头(404)的上板面(404b)上设有A螺纹孔(441)、B螺纹孔(442)、C螺纹孔(443)、D螺纹孔(444)，接头(404)的A侧板面(404c)上设有E螺纹孔(445)，接头(404)的B侧板面(404d)上设有F螺纹孔(446)，A螺纹孔(441)与G螺纹孔(447)导通，B螺纹孔(442)与H螺纹孔(448)导通，D螺纹孔(444)与E螺纹孔(445)导通，C螺纹孔(443)与F螺纹孔(446)导通；A螺纹孔(441)用于安装A气管接头(41)，A气管接头(41)与外部气源连接；G螺纹孔(447)上安装有用于与A通气管(45)连接的气管接头；由于A螺纹孔(441)与G螺纹孔(447)的导通，实现了外部为尾部A气动人工肌肉(302)提供压缩空气；B螺纹孔(442)用于安装B气管接头(42)，B气管接头(42)与外部气源连接；H螺纹孔(448)上安装有用于与B通气管(46)连接的气管接头；由于B螺纹孔(442)与H螺纹孔(448)的导通，实现了外部为尾部B气动人工肌肉(303)提供压缩空气；C螺纹孔(443)用于安装C气管接头(43)，C气管接头(43)与外部气源连接；F螺纹孔(446)内连接有左气动人工肌肉(102)的一端；由于C螺纹孔(443)与F螺纹孔(446)的导通，实现了外部为左气动人工肌肉(102)提供压缩空气；D螺纹孔(444)用于安装D气管接头(44)，D气管接头(44)与外部气源连接；E螺纹孔(445)内连接有右气动人工肌肉(202)的一端；由于D螺纹孔(444)与E螺纹孔(445)的导通，实现了外部为右气动人工肌肉(202)提供压缩空气；连接件(405)设计为“Z”字形，连接件(405)的安装面(451)为光滑面，连接件(405)的正面(455)从上至下设有A凸耳对(452)、尾板槽(454)、B凸耳对(453)，A凸耳对(452)中安装有尾部A气动人工肌肉(302)的前端，尾板槽(454)中安装有尾板的前端，B凸耳对(453)中安装有尾部B气动人工肌肉(303)的前端；

左摆动组件(1)包括有左柔性肋骨(101)、左气动人工肌肉(102)、左拉绳(103)、A拉绳块(115)、两个拉绳导向件，即A滑线块(111)与A压板(113)组成第一个拉绳导向件，B滑线块(112)与B压板(114)组成第二个拉绳导向件；第一个拉绳导向件与第二个拉绳导向件的结构相同；左柔性肋骨(101)的根部(104)通过螺钉与I螺纹孔(431)的配合实现将左柔性肋骨(101)安装在垫块(403)上；左柔性肋骨(101)的上板面安装有A滑线块(111)、B滑线块(112)，左柔性肋骨(101)的下板面安装有A压板(113)、B压板(114)，A滑线块(111)与B滑线块(112)的结构相同，A压板(113)与B压板(114)的结构相同，A滑线块(111)上设有C光孔(111a)，C光孔(111a)内安装有滑套(111b)，滑套(111b)的中心开有C通孔(111c)，C通孔(111c)用于左拉绳(103)在其内进行滑动；B滑线块(112)与A压板(113)分别设置在左柔性肋骨(101)的上下板面，并通过螺钉与螺母安装在左柔性肋骨(101)上；左拉绳(103)的一端穿过A拉绳块(115)的C通孔(115c)后打结，左拉绳(103)的另一端穿过左柔性肋骨(101)上的A通孔(106)后打结；A拉绳块(115)为“凹”形结构，A拉绳块(115)的两凸耳上分别设有A销钉孔(115a)、B销钉孔(115b)，且A销钉孔(115a)与B销钉孔(115b)同轴，通过在A销钉孔(115a)与B销钉孔(115b)的孔内放置一个销钉实现将左气动人工肌肉(102)的另一端与A拉绳块(115)的连接；A拉绳块(115)的底部中心设有C通孔(115c)，该C通孔(115c)用于左拉绳(103)穿过；左气动人工肌肉(102)的一端连接在接头(404)的F螺纹孔(446)中，左气动人工肌肉(102)的另一端连接在A拉绳块(115)上；

右摆动组件(2)包括有右柔性肋骨(201)、右气动人工肌肉(202)、右拉绳(203)、B拉绳块(215)、两个拉绳导向件，即C滑线块(211)与C压板(213)组成第三个拉绳导向件，D滑线块(212)与D压板(214)组成第四个拉绳导向件；B拉绳块(215)与A拉绳块(115)的结构相同；第一个拉绳导向件、第二个拉绳导向件、第三个拉绳导向件和第四个拉绳导向件的结构相同；右柔性肋骨(201)与左柔性肋骨(101)的结构相同；右柔性肋骨(201)的上板面安装有C滑线块(211)、D滑线块(212)，右柔性肋骨(201)的下板面安装有C压板(213)、D压板(214)；右拉绳(203)的一端穿过B拉绳块(215)上的通孔后打结，右拉绳(203)的另一端穿过右柔性肋骨(201)上的B通孔(206)后打结；B拉绳块(215)与A拉绳块(115)的结构相同，通过一个销钉实现将右气动人工肌肉(202)的另一端与B拉绳块(215)的连接，右拉绳(203)穿过B拉绳块(215)底部的通孔后打结；右气动人工肌肉(202)的一端连接在接头(404)的E螺纹孔(445)中，右气动人工肌肉(202)的另一端连接在B拉绳块(215)上；右气动人工肌肉(202)的一端与E螺纹孔(445)连接；

尾部摆动组件(3)包括有尾部柔性板(301)、尾部A气动人工肌肉(302)、尾部B气动人工肌肉(303)、上拉件(305)、下拉件(307)；尾部柔性板(301)为一个箭头形状，尾部柔性板(301)的根部安装在连接件(405)的尾板槽(454)内；尾部A气动人工肌肉(302)的前端(302a)安装在连接件(405)的A凸耳对(452)中，且前端(302a)上设有E气管接头(3a)，E气管接头(3a)上连接有A通气管(45)，A通气管(45)的另一端与G气管接头连接，接头(404)的A螺纹孔(441)中安装有A气管接头(41)，A气管接头(41)与外部气源连接；尾部A气动人工肌肉(302)的后端(302b)通过上拉绳(304)实现与上拉件(305)的连接，上拉件(305)安装在尾部柔性板(301)的上板面上；尾部B气动人工肌肉(303)的前端(303a)安装在连接件(405)的B凸耳对(453)中，且前端(303a)上设有F气管接头(3b)，F气管接头(3b)上连接有B通气管(46)，B通气管(46)的另一端与H气管接头连接，接头(404)的B螺纹孔(442)中安装有B气管接头(42)，B气管接头(42)与外部气源连接；尾部B气动人工肌肉(303)的后端(303b)通过下拉绳(306)实现与下拉件(307)的连接，下拉件(306)安装在尾部柔性板(301)的下板面上；上拉件(305)与下拉件(307)的结构相同，上拉件(305)为一“T”型结构件，上拉件(305)中部的凸起上设有E通孔(305a)，E通孔(305a)用于上拉绳(304)穿过，上拉件(305)的底部平台上设有F通孔(305b)；

左柔性翼(5)上设有左空腔(501)、左柔性翼(5)的接合处设有A半圆孔(503)、B半圆孔(504)，左柔性翼(5)的上壳板上设有G通孔(502)，该G通孔(502)用于C气管接头(43)穿过；

右柔性翼(6)上设有右空腔(601)、右柔性翼(6)的接合处设有C半圆孔(603)、D半圆孔(604)，右柔性翼(6)的上壳板上设有H通孔(602)，该H通孔(602)用于D气管接头(44)穿过；

左柔性翼(5)与右柔性翼(6)装配在一起时，A半圆孔(503)与C半圆孔(603)形成一个完整的通孔，该通孔用于B气管接头(44)穿过，B半圆孔(504)与D半圆孔(604)形成另一个完整的通孔，该通孔用于A气管接头(41)穿过；左柔性翼(5)与右柔性翼(6)的接合处采用单组分硅橡胶或者双组份硅橡胶的柔性材料灌封粘接。

2.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：左柔性翼(5)和右柔性翼(6)分别采用单组分硅橡胶或者双组份硅橡胶的柔性材料浇铸成一体化结构件。

3.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：配重块(402)为一铅块，配重块(402)的重量是仿生机器人总重量的1/5～1/3。

4.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：第一个拉绳导向件和第二个拉绳导向件能够保证左拉绳(103)在左柔性肋骨根部(104)至左柔性肋骨尖部(105)、或左柔性肋骨尖部(105)至左柔性肋骨根部(104)的方向上滑动。

5.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：第三个拉绳导向件和第四个拉绳导向件能够保证右拉绳(203)在右柔性肋骨根部(204)至右柔性肋骨尖部(205)、或右柔性肋骨尖部(205)至右柔性肋骨根部(204)的方向上滑动。

6.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：第一个拉绳导向件与第二个拉绳导向件之间的间隔为左柔性肋骨(101)总长度的1/4；第三个拉绳导向件和第四个拉绳导向件之间的间隔为右柔性肋骨(201)总长度的1/4。

7.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：左柔性肋骨(101)和右柔性肋骨(201)采用具有弹性的玻璃纤维板、碳纤维板或者聚乙烯塑料板板状材料制作。

8.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：左气动人工肌肉(102)和右气动人工肌肉(202)选用McKibben型气动人工肌肉，耐压0.6MPa。

9.根据权利要求1所述的柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，其特征在于：左柔性翼(5)和右柔性翼(6)的纵切面采用NACA标准翼形。

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