CN102632984A - 一种多功能仿生机器鱼 - Google Patents
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Abstract
一种多功能仿生机器鱼，涉及仿生机器人技术领域，包括鱼头部分、鱼身部分和鱼尾部分，其特征在于：所述鱼头部分包括鱼头外壳，鱼头外壳内设置有主控制板、通讯模块和电池模块，所述鱼身部分包括柔软的鱼皮，鱼皮内设置有三级伺服电机，三级伺服电机之间通过铰链连接成三个关节，所述鱼尾部分制成尾鳍结构。本发明集成了远程控制、酸碱检测、水温检测以及自由游弋等功能，可完成水资源的环境检测，替代了现有水上作业的不方便性和危险性；也可应用于水上机器人比赛。
Description
技术领域：
本发明涉及仿生机器人技术领域，尤其涉及一种多功能仿生机器鱼。
背景技术：
20世纪90年代以前对于鱼类仿生学的研究主要集中于理论方面，随着鱼类推进机理研究的深入，机器人技术、仿生学、电子技术、材料科学和控制技术的新发展，模拟鱼类游动机理的新型水下机器人——仿生机器鱼受到了国内外的广泛关注。美国麻省理工学院根据提出的鱼尾推进的“射流推进理论”，研制出长1.2米的仿生金枪鱼和长0.8米的仿生梭鱼。美国东北大学海洋科学中心利用形状记忆合金和连杆机构开发了波动推进的机器鳗鱼。美国新墨西哥大学利用高分子电解质离子交换膜IEM，镀在仿生鱼鳍的金属簿片上，通过外加电场实现人造合成肌肉运动，产生类似鳗鱼的游动方式。英国Essex大学设计了具有三维运动能力的机器鱼。日本东京大学研制了两关节自推进的机器海豚。Kato等研究了对胸鳍推进机构的控制，并开发了机器鱼样机黑鲈。日本名古屋大学研制出形状记忆合金驱动微型身体波动式水下推进器和压电陶瓷驱动的双鳍鱼型微机器人。在国内，哈尔滨工程大学开展了仿生机器章鱼的研究工作。北京航空航天大学机器人研究所研制了机器鳗鱼、机器海豚以及采用扁平宽大的斧形水动力外型的SPC系列仿生机器鱼。中科院沈阳自动化研究所制作了两关节的仿生机器鱼模型。北京大学力学与工程科学系研制了仿生海豚样机。中科院北京自动化研究所研发出微小型机器鱼、多传感器仿生机器鱼等。
随着机器鱼应用范围的扩展，环境复杂性逐渐增加，希望机器鱼的运动更加灵活，应用范围更加广泛。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种运动更加灵活，应用更加广泛的的多功能仿生机器鱼。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种多功能仿生机器鱼，包括鱼头部分、鱼身部分和鱼尾部分，其特征在于：所述鱼头部分包括鱼头外壳，鱼头外壳内设置有主控制板、通讯模块和电池模块，所述鱼身部分包括柔软的鱼皮，鱼皮内设置有三级伺服电机，三级伺服电机之间通过铰链连接成三个关节，所述鱼尾部分制成尾鳍结构。
所述鱼头外壳上端设置有天线和充电插头，鱼头外壳下端连接PH传感器。
所述鱼头外壳采用硬质防水材料制成，优选材料为玻璃钢。
所述通讯模块为双向通信的无线通讯模块。
PH传感器采集到的数据信息经过信号放大器、A/D转化器等处理，最终通过无线通讯方式将数据传输至PC端进行数据分析和应用。
所述鱼皮与鱼头外壳密封连接，保证机器鱼具有很好的密封性。
本发明集成了远程控制、酸碱检测、水温检测以及自由游弋等功能，可完成水资源的环境检测，替代了现有水上作业的不方便性和危险性；也可应用于水上机器人比赛。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种多功能仿生机器鱼，包括鱼头部分1、鱼身部分2和鱼尾部分3，鱼头部分1包括鱼头外壳13，鱼头外壳13内设置有主控制板15、通讯模块11和电池模块14，鱼身部分2包括柔软的鱼皮23，鱼皮23内设置有三级伺服电机21，三级伺服电机21之间通过铰链22连接成三个关节，所述鱼尾部分3制成尾鳍结构。
鱼头外壳13上端设置有天线18、充电插头19，鱼头外壳13下端连接PH传感器12；鱼头外壳13采用硬质防水材料制成，优选材料为玻璃钢；通讯模块11为无线通讯模块，可实现双向数据传输，PH传感器12采集到的数据信息经过信号放大器、A/D转化器等处理，最终通过无线通讯方式将数据传输至PC端进行数据分析和应用；鱼皮23与鱼头外壳13密封连接，保证机器鱼具有很好的密封性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种多功能仿生机器鱼，包括鱼头部分、鱼身部分和鱼尾部分，其特征在于：所述鱼头部分包括鱼头外壳，鱼头外壳内设置有主控制板、通讯模块和电池模块，所述鱼身部分包括柔软的鱼皮，鱼皮内设置有三级伺服电机，三级伺服电机之间通过铰链连接成三个关节，所述鱼尾部分制成尾鳍结构。
2.根据权利要求1所述的多功能仿生机器鱼，其特征在于：所述鱼头外壳上端设置有天线和充电插头，鱼头外壳下端连接PH传感器。
3.根据权利要求1或2所述的多功能仿生机器鱼，其特征在于：所述鱼头外壳采用硬质防水材料制成，优选材料为玻璃钢。
4.根据权利要求1所述的多功能仿生机器鱼，其特征在于：所述通讯模块为双向通信的无线通讯模块。
5.根据权利要求1所述的多功能仿生机器鱼，其特征在于：所述鱼皮与鱼头外壳密封连接。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120815 |