CN106184677A - 一种采用新型驱动机构的机器鱼 - Google Patents

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陈磊
王丽峰
唐珑
涂国栋
朱洪昌
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
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Abstract

一种采用新型驱动机构的机器鱼，鱼身机构外表层覆盖有采用柔软合成材料制作的机器鱼蒙皮，鱼身机构内设置有驱动机构、鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构及控制器，且驱动机构与鱼身机构连接，驱动机构由多段弹力组件组成，每段弹力组件包括记忆合金弹簧、脊杆及支架，脊杆铰接后固定在支架中部，记忆合金弹簧设置在脊杆两侧并固定在支架上，支架固定在鱼身机构上，鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构分别与控制器连接，鱼身机构内形成有利用化学物质生成气体的皮腔，通过对气体的收放，从而实现机器鱼的浮潜，利用记忆合金弹簧伸缩提供驱动力，从而提升机器鱼的隐身水平和机动性能，有效解决传统机器鱼灵活度不足、协同能力差、功能单一问题。

Description

一种采用新型驱动机构的机器鱼
技术领域
本发明涉及智能装备技术领域，尤其涉及一种采用新型驱动机构的机器鱼。
背景技术
在军用方面，近些年来随着我国国防事业快速发展，海军装备的更新与作战任务的变化都使得机器鱼有很大的应用需求，而常规机器鱼能耗大、机动灵活不足，监控过程中易于发现；在民用方面，伴随着水域安全的重要性越来越高，自来水管道探测、水质检测、港口测绘、污染物分析等领域迫切需要智能型机器鱼代替人工作业；然而传统机器鱼灵活度不足、协同能力差、功能单一，逐渐满足不了市场的需求。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种采用新型驱动机构的机器鱼，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种采用新型驱动机构的机器鱼，包括鱼身机构、驱动机构、鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构及控制器，其中，鱼身机构外表层覆盖有采用柔软合成材料制作的机器鱼蒙皮，鱼身机构内设置有驱动机构、鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构及控制器，且驱动机构与鱼身机构连接，驱动机构由多段弹力组件组成，每段弹力组件包括记忆合金弹簧、脊杆及支架，脊杆间铰接后固定在支架中部，记忆合金弹簧设置在脊杆两侧并固定在支架上，支架固定在鱼身机构上，根据记忆合金弹簧受温度控制发生伸缩变形的原理，带动鱼身机构摆动，从而产生驱动力；鱼身姿态控制机构通过传感陀螺仪对机器鱼鱼身的姿态进行控制；而鱼身方向控制机构通过仿胸鳍机构进行机器鱼行进方向控制；此外，鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构分别与控制器连接，控制器采用分布式控制系统，以实现机器鱼自主控制、各个机器鱼之间的协同控制和与总机之间的直接控制；鱼身机构内设置有皮腔，同时采用皮腔内化学物质发生化学反应生成气体方式以控制机器鱼浮力，从而实现机器鱼的浮潜。
在本发明中，机器鱼蒙皮上设置有防水密封层。
在本发明中，鱼身机构内还设置有电源，电源包括纽扣电池或外接电缆，或通过潮汐和船舰浪花自主发电。
在本发明中，驱动机构由三段弹力组件组成。
在本实施例中，弹力组件包括两根记忆合金弹簧及两根脊杆，两根脊杆通过锁紧件铰接。
在本发明中，锁紧件为C形结构，当皮腔内的气体收时，锁紧件的C形结构放松，两根脊杆下垂，机器鱼的鱼身机构面积缩小，机器鱼浮起；当皮腔内的气体放时，锁紧件的C形结构锁紧，两根脊杆绷直，从而支撑机器鱼的鱼身机构，机器鱼潜开始工作。
在本发明中，支架上设置有用于固定记忆合金弹簧的卡环。
有益效果：本发明通过记忆合金弹簧伸缩提供机器鱼的驱动力，从而提升机器鱼的隐身水平和机动性能，有效解决了传统机器鱼灵活度不足、协同能力差、功能单一的问题；在军事方面可用于定点区域防护、目标监控、目标区域测绘等，在民用方面可用于自来水管道探测、港口测绘、水质检测、污染物分析等，也可以用于狭小水域空间的应急处理。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例的结构示意图。
图2是本发明的较佳实施例中的驱动机构结构示意图。
图3是本发明的较佳实施例中的弹力组件结构示意图。
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。
参见图1～3的一种采用新型驱动机构的机器鱼，包括鱼身机构1、驱动机构、鱼身姿态控制机构2、鱼身方向控制机构3、控制器4及电源5，其中，鱼身机构1外表层采用柔软合成材料作为机器鱼蒙皮6，并作高标准防水密封，鱼身机构1内设置有驱动机构、鱼身姿态控制机构2、鱼身方向控制机构3、控制器4及电源5，且驱动机构与鱼身机构1连接，驱动机构由三段弹力组件组成，每段弹力组件包括记忆合金弹簧7、脊杆8及支架9，脊杆8间铰接后固定在支架9中部，记忆合金弹簧7设置在脊杆8两侧并固定在支架9上，支架9固定于鱼身机构1，根据记忆合金弹簧受温度控制发生伸缩变形的原理，带动鱼身机构1摆动，从而产生驱动力；鱼身姿态控制机构2采用传感陀螺仪对机器鱼鱼身的姿态进行控制；而鱼身方向控制机构3采用仿胸鳍机构进行机器鱼行进方向控制；采用纽扣电池或外接电缆作为电源5提供电力，也可以通过潮汐和船舰浪花自主发电；鱼身姿态控制机构2、鱼身方向控制机构3分别与控制器4连接，控制器4采用分布式控制系统，以实现机器鱼自主控制、各个机器鱼之间的协同控制和与总机之间的直接控制；鱼身机构1内设置有皮腔10，同时采用皮腔10内化学物质发生化学反应生成气体方式以控制机器鱼浮力，通过对气体的收放，从而实现机器鱼的浮潜。
在本实施例中，弹力组件包括两根记忆合金弹簧7及两根脊杆8，两根脊杆通过锁紧件11铰接。
在本实施例中，锁紧件11为C形结构，当皮腔10内的气体收时，锁紧件11的C形结构放松，两根脊杆8下垂，机器鱼的鱼身机构4面积缩小，机器鱼浮起；当皮腔10内的气体放时，锁紧件11的C形结构锁紧，两根脊杆8绷直，从而支撑机器鱼的鱼身机构1，机器鱼潜开始工作。
在本实施例中，支架9上设置有用于固定记忆合金弹簧7的卡环。
在本实施例中，通过记忆合金弹簧7伸缩提供机器鱼的驱动力，从而提升机器鱼的隐身水平和机动性能，有效解决了传统机器鱼灵活度不足、协同能力差、功能单一的问题。
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 (8)

1.一种采用新型驱动机构的机器鱼，包括鱼身机构、驱动机构、鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构及控制器，其特征在于，鱼身机构外表层覆盖有采用柔软合成材料制作的机器鱼蒙皮，鱼身机构内设置有驱动机构、鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构及控制器，且驱动机构与鱼身机构连接，驱动机构由多段弹力组件组成，每段弹力组件包括记忆合金弹簧、脊杆及支架，脊杆间铰接后固定在支架中部，记忆合金弹簧设置在脊杆两侧并固定在支架上，支架固定在鱼身机构上，根据记忆合金弹簧受温度控制发生伸缩变形的原理，带动鱼身机构摆动，从而产生驱动力；鱼身姿态控制机构通过传感陀螺仪对机器鱼鱼身的姿态进行控制；而鱼身方向控制机构通过仿胸鳍机构进行机器鱼行进方向控制；此外，鱼身姿态控制机构、鱼身方向控制机构分别与控制器连接，控制器采用分布式控制系统，以实现机器鱼自主控制、各个机器鱼之间的协同控制和与总机之间的直接控制；鱼身机构内设置有皮腔，同时采用皮腔内化学物质发生化学反应生成气体的方式以控制机器鱼浮力，从而实现机器鱼的浮潜。
2.根据权利要求1所述的一种采用新型驱动机构的机器鱼，其特征在于，机器鱼蒙皮上设置有防水密封层。
3.根据权利要求1所述的一种采用新型驱动机构的机器鱼，其特征在于，鱼身机构内还设置有电源，电源包括纽扣电池或外接电缆。
4.根据权利要求3所述的一种采用新型驱动机构的机器鱼，其特征在于，电源通过潮汐和船舰浪花自主发电。
5.根据权利要求1所述的一种采用新型驱动机构的机器鱼，其特征在于，驱动机构由三段弹力组件组成。
6.根据权利要求5所述的一种采用新型驱动机构的机器鱼，其特征在于，弹力组件包括两根记忆合金弹簧及两根脊杆，两根脊杆通过锁紧件铰接。
7.根据权利要求6所述的一种采用新型驱动机构的机器鱼，其特征在于，锁紧件为C形结构。
8.根据权利要求1所述的一种采用新型驱动机构的机器鱼，其特征在于，支架上设置有用于固定记忆合金弹簧的卡环。
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