CN106347591B - 一种可清理海洋垃圾的仿生鱼 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种仿生鱼，尤其涉及一种可清理海洋垃圾的仿生鱼。本发明要解决的技术问题是提供一种省时省力、工作效率高和清理彻底的可清理海洋垃圾的仿生鱼。为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，包括有连接头、弹簧、仿鱼鳍板、导向板、滑轨、滑块、连接块、第一摆动杆、支架、连接座、仿生鱼、支板、第二电机、仿鱼尾板、第二圆盘、电动推杆、渔网、圆环、第二摆动杆、第三摆动杆、第一电机和第一圆盘；仿生鱼内开有腔体，腔体内底部设置有支架，支架内前侧从左至右依次设置有导向板、滑轨和连接座。本发明达到了省时省力、工作效率高和清理彻底的可清理的效果。

Description

一种可清理海洋垃圾的仿生鱼
技术领域
本发明涉及一种仿生鱼，尤其涉及一种可清理海洋垃圾的仿生鱼。
背景技术
仿生鱼又称仿生机器鱼，以用于探测水中的污染物，并绘制河水的3D污染图。这种机器鱼形似鲤鱼，身上装备有探测传感器，可以发现水中的多种污染物，如轮船泄漏的燃油或其他化学物等。由欧盟出资250万英镑进行各种研究和设计。投放在泰晤士河中的机器鱼是科学家们完全按照仿生学原理设计的，体长约50厘米，高15厘米，宽12厘米，这些机器鱼可以自动监测河水中的各种污染物，并利用GPS装置将数据适时传给研究人员。投放在泰晤士河中的所有机器鱼都具备协同工作的能力，即使没有科学家的控制，它们也能根据此前设定的程序协同合作。当一条机器鱼“嗅出”一片水域中的有害物质时，它们就通过wifi无线连接彼此交流数据，然后向研究人员和环保部门发出警报。
工作原理：这种机器鱼是科学家们根据仿生学原理设计制造的，它们游动起来酷似真正的鲤鱼，身体在发动机的推动下来回摆动，并用鳍和尾来改变它们的游动方向，其游动速度可望达每秒半米。此机器鱼先遣队将在18个月内真正去水里进行污染探测，最初会去港口监测大型船只的泄露和排放，还可能去查一下泰晤士河的污染情况。它们将分别配备不同的传感器来探测不同的污染物，之后科学家再用这些数据绘制实时的水污染3D图，好让环保部门采取最好办法来清除这里的污染物。科学家表示，他们会让这些机器鱼充电一次就能在水中持续游动24小时。
现有的海洋环境污染严重，海平面到处漂浮着垃圾，导致海洋生态环境破坏，而现在没有可以清理海洋垃圾的仿生鱼，人工清理海洋垃圾存在费时费力、工作效率低和清理不彻底的缺点，因此亟需设计一种省时省力、工作效率高和清理彻底的可清理海洋垃圾的仿生鱼。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明为了克服人工清理海洋垃圾费时费力、工作效率低和清理不彻底的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种省时省力、工作效率高和清理彻底的可清理海洋垃圾的仿生鱼。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，包括有连接头、弹簧、仿鱼鳍板、导向板、滑轨、滑块、连接块、第一摆动杆、支架、连接座、仿生鱼、支板、第二电机、仿鱼尾板、第二圆盘、电动推杆、渔网、圆环、第二摆动杆、第三摆动杆、第一电机和第一圆盘；仿生鱼内开有腔体，腔体内底部设置有支架，支架内前侧从左至右依次设置有导向板、滑轨和连接座，导向板上开有导向孔，滑轨上设置有滑块，滑块后侧设置有连接块，连接座上设置有第一电机，第一电机顶部连接有第一圆盘，第一圆盘上偏心铰接连接有第一摆动杆，第一摆动杆前端铰接连接有第二摆动杆，第一摆动杆前端、第二摆动杆前端和连接块复合铰接连接，第二摆动杆后端铰接连接有第三摆动杆，第三摆动杆穿过导向孔，第三摆动杆左端设置有连接头，连接头左右前后均设置有弹簧，后方两个弹簧之间和前方两个弹簧之间均设置有仿鱼鳍板，仿鱼鳍板中部分别与仿生鱼的前后壁铰接连接，仿生鱼尾部设置有支板，支板右端设置有第二电机，第二电机顶部连接有第二圆盘，第二圆盘上设置有仿鱼尾板，支板前后侧对称设置有电动推杆，电动推杆上连接有圆环，圆环右侧设置有渔网。
优选地，还包括有控制器和第一距离感应器，支板顶部设置有控制器，仿生鱼头部设置有第一距离感应器，第一电机、第二电机、电动推杆和第一距离感应器均与控制器连接。
优选地，还包括有第二距离感应器，圆环上均设置有第二距离感应器，第二距离感应器与控制器连接。
优选地，还包括有平衡重量块，支架内后侧设置有平衡重量块。
优选地，第一电机和第二电机均为伺服电机。
优选地，仿鱼鳍板长2m。
工作原理：当仿生鱼要清理海洋垃圾的时候，把仿生鱼放到海洋里，启动第一电机转动，带动第一圆盘转动，第一圆盘带动第一摆动杆摆动，第一摆动杆通过连接块和滑块带动第二摆动杆沿滑轨左右运动，第二摆动杆带动第三摆动杆左右运动，第三摆动杆带动连接头左右运动，连接头带动仿鱼鳍板左右运动，这时仿鱼鳍板可以带动仿生鱼向前游动。同时启动第二电机顺逆交替转动，带动第二圆盘交替转动，第二圆盘带动仿鱼尾板左右摆动，这样可以加快仿生鱼的游动，仿生鱼可以更快速地寻找海洋垃圾。当有垃圾时，启动电动推杆伸长或缩短，带动圆环向外或向内移动，这时海洋垃圾刚好可以通过圆环打捞到渔网内，这样就可以清理海洋垃圾。垃圾清理结束后，启动电动推杆缩短或伸长，电动推杆带动圆环复位，圆环带动渔网复位后，电动推杆停止缩短或伸长。当仿生鱼要改变方向时，仿鱼尾板摆动到要转变方向的相反方向时，第二电机停止转动，由于一边阻力会变小，另一边阻力会变大，这样仿生鱼就可以转变方向。转变方向后，启动第二电机重新顺逆交替转动，这样仿生鱼就可以继续游动。仿生鱼清理完海洋垃圾后回到初始位置，仿鱼尾板和仿鱼鳍板复位后，关闭第一电机和第二电机。
因为还包括有控制器和第一距离感应器，支板顶部设置有控制器，仿生鱼头部设置有第一距离感应器，第一电机、第二电机、电动推杆和第一距离感应器均与控制器连接，所以仿生鱼可以感应前方的垃圾的距离，并反馈给控制器，控制器更好地控制电动推杆伸长或缩短运动，这样圆环可以更快和更精确的把海洋垃圾打捞到渔网内。
因为还包括有第二距离感应器，圆环上均设置有第二距离感应器，第二距离感应器与控制器连接，所以当第二距离感应器感应到渔网内海洋垃圾与圆环之间的距离到达预设值时，第二距离感应器把信息反馈到控制器，控制器控制仿生鱼改变方向游回初始位置，并把垃圾倒掉。
因为还包括有平衡重量块，支架内后侧设置有平衡重量块，所以仿生鱼在清理海洋垃圾时可以保持平衡，可以更好的游动，以便于清理海洋垃圾。
因为第一电机和第二电机均为伺服电机，所以第一电机和第二电机可以更为精确地控制转速，使运行更平稳。
控制器选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2为第一距离感应器，X3为第二距离感应器；Y0为第一电机，Y1为第二电机，Y2为电动推杆。根据图5所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。
(3)有益效果
本发明达到了省时省力、工作效率高和清理彻底的可清理的效果。
附图说明
图1是本发明的第一种俯视结构示意图。
图2是本发明的第二种俯视结构示意图。
图3是本发明的第三种俯视结构示意图。
图4是本发明的第四种俯视结构示意图。
图5是本发明的电气控制原理图。
附图中的标记为：1-连接头，2-腔体，3-弹簧，4-仿鱼鳍板，5-导向板，6-滑轨，7-滑块，8-连接块，9-第一摆动杆，10-支架，11-连接座，12-仿生鱼，13-支板，14-第二电机，15-仿鱼尾板，16-第二圆盘，17-电动推杆，18-渔网，19-圆环，20-第二摆动杆，21-导向孔，22-第三摆动杆，23-第一电机，24-第一圆盘，25-控制器，26-第一距离感应器，27-第二距离感应器，28-平衡重量块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，如图1-5所示，包括有连接头1、弹簧3、仿鱼鳍板4、导向板5、滑轨6、滑块7、连接块8、第一摆动杆9、支架10、连接座11、仿生鱼12、支板13、第二电机14、仿鱼尾板15、第二圆盘16、电动推杆17、渔网18、圆环19、第二摆动杆20、第三摆动杆22、第一电机23和第一圆盘24；仿生鱼12内开有腔体2，腔体2内底部设置有支架10，支架10内前侧从左至右依次设置有导向板5、滑轨6和连接座11，导向板5上开有导向孔21，滑轨6上设置有滑块7，滑块7后侧设置有连接块8，连接座11上设置有第一电机23，第一电机23顶部连接有第一圆盘24，第一圆盘24上偏心铰接连接有第一摆动杆9，第一摆动杆9前端铰接连接有第二摆动杆20，第一摆动杆9前端、第二摆动杆20前端和连接块8复合铰接连接，第二摆动杆20后端铰接连接有第三摆动杆22，第三摆动杆22穿过导向孔21，第三摆动杆22左端设置有连接头1，连接头1左右前后均设置有弹簧3，后方两个弹簧3之间和前方两个弹簧3之间均设置有仿鱼鳍板4，仿鱼鳍板4中部分别与仿生鱼12的前后壁铰接连接，仿生鱼12尾部设置有支板13，支板13右端设置有第二电机14，第二电机14顶部连接有第二圆盘16，第二圆盘16上设置有仿鱼尾板15，支板13前后侧对称设置有电动推杆17，电动推杆17上连接有圆环19，圆环19右侧设置有渔网18。
还包括有控制器25和第一距离感应器26，支板13顶部设置有控制器25，仿生鱼12头部设置有第一距离感应器26，第一电机23、第二电机14、电动推杆17和第一距离感应器26均与控制器25连接。
还包括有第二距离感应器27，圆环19上均设置有第二距离感应器27，第二距离感应器27与控制器25连接。
还包括有平衡重量块28，支架10内后侧设置有平衡重量块28。
第一电机23和第二电机14均为伺服电机。
仿鱼鳍板4长2m。
工作原理：当仿生鱼12要清理海洋垃圾的时候，把仿生鱼12放到海洋里，启动第一电机23转动，带动第一圆盘24转动，第一圆盘24带动第一摆动杆9摆动，第一摆动杆9通过连接块8和滑块7带动第二摆动杆20沿滑轨6左右运动，第二摆动杆20带动第三摆动杆22左右运动，第三摆动杆22带动连接头1左右运动，连接头1带动仿鱼鳍板4左右运动，这时仿鱼鳍板4可以带动仿生鱼12向前游动。同时启动第二电机14顺逆交替转动，带动第二圆盘16交替转动，第二圆盘16带动仿鱼尾板15左右摆动，这样可以加快仿生鱼12的游动，仿生鱼12可以更快速地寻找海洋垃圾。当有垃圾时，启动电动推杆17伸长或缩短，带动圆环19向外或向内移动，这时海洋垃圾刚好可以通过圆环19打捞到渔网18内，这样就可以清理海洋垃圾。垃圾清理结束后，启动电动推杆17缩短或伸长，电动推杆17带动圆环19复位，圆环19带动渔网18复位后，电动推杆17停止缩短或伸长。当仿生鱼12要改变方向时，仿鱼尾板15摆动到要转变方向的相反方向时，第二电机14停止转动，由于一边阻力会变小，另一边阻力会变大，这样仿生鱼12就可以转变方向。转变方向后，启动第二电机14重新顺逆交替转动，这样仿生鱼12就可以继续游动。仿生鱼12清理完海洋垃圾后回到初始位置，仿鱼尾板15和仿鱼鳍板4复位后，关闭第一电机23和第二电机14。
因为还包括有控制器25和第一距离感应器26，支板13顶部设置有控制器25，仿生鱼12头部设置有第一距离感应器26，第一电机23、第二电机14、电动推杆17和第一距离感应器26均与控制器25连接，所以仿生鱼12可以感应前方的垃圾的距离，并反馈给控制器25，控制器25更好地控制电动推杆17伸长或缩短运动，这样圆环19可以更快和更精确的把海洋垃圾打捞到渔网18内。
因为还包括有第二距离感应器27，圆环19上均设置有第二距离感应器27，第二距离感应器27与控制器25连接，所以当第二距离感应器27感应到渔网18内海洋垃圾与圆环19之间的距离到达预设值时，第二距离感应器27把信息反馈到控制器25，控制器25控制仿生鱼12改变方向游回初始位置，并把垃圾倒掉。
因为还包括有平衡重量块28，支架10内后侧设置有平衡重量块28，所以仿生鱼12在清理海洋垃圾时可以保持平衡，可以更好的游动，以便于清理海洋垃圾。
因为第一电机23和第二电机14均为伺服电机，所以第一电机23和第二电机14可以更为精确地控制转速，使运行更平稳。
控制器25选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器25，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2为第一距离感应器26，X3为第二距离感应器27；Y0为第一电机23，Y1为第二电机14，Y2为电动推杆17。根据图5所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器25控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，包括仿鱼鳍板(4)、仿生鱼(12)、第二电机(14)、仿鱼尾板(15)、第一电机(23)，其特征在于，包括有连接头(1)、弹簧(3)、导向板(5)、滑轨(6)、滑块(7)、连接块(8)、第一摆动杆(9)、支架(10)、连接座(11)、支板(13)、第二圆盘(16)、电动推杆(17)、渔网(18)、圆环(19)、第二摆动杆(20)、第三摆动杆(22)和第一圆盘(24)；仿生鱼(12)内开有腔体(2)，腔体(2)内底部设置有支架(10)，支架(10)内前侧从左至右依次设置有导向板(5)、滑轨(6)和连接座(11)，导向板(5)上开有导向孔(21)，滑轨(6)上设置有滑块(7)，滑块(7)后侧设置有连接块(8)，连接座(11)上设置有第一电机(23)，第一电机(23)顶部连接有第一圆盘(24)，第一圆盘(24)上偏心铰接连接有第一摆动杆(9)，第一摆动杆(9)前端铰接连接有第二摆动杆(20)，第一摆动杆(9)前端、第二摆动杆(20)前端和连接块(8)复合铰接连接，第二摆动杆(20)后端铰接连接有第三摆动杆(22)，第三摆动杆(22)穿过导向孔(21)，第三摆动杆(22)左端设置有连接头(1)，连接头(1)左右前后均设置有弹簧(3)，后方两个弹簧(3)之间和前方两个弹簧(3)之间均设置有仿鱼鳍板(4)，仿鱼鳍板(4)中部分别与仿生鱼(12)的前后壁铰接连接，仿生鱼(12)尾部设置有支板(13)，支板(13)右端设置有第二电机(14)，第二电机(14)顶部连接有第二圆盘(16)，第二圆盘(16)上设置有仿鱼尾板(15)，支板(13)前后侧对称设置有电动推杆(17)，电动推杆(17)上连接有圆环(19)，圆环(19)右侧设置有渔网(18)。
2.根据权利要求1所述的一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，其特征在于，还包括有控制器(25)和第一距离感应器(26)，支板(13)顶部设置有控制器(25)，仿生鱼(12)头部设置有第一距离感应器(26)，第一电机(23)、第二电机(14)、电动推杆(17)和第一距离感应器(26)均与控制器(25)连接。
3.根据权利要求2所述的一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，其特征在于，还包括有第二距离感应器(27)，圆环(19)上均设置有第二距离感应器(27)，第二距离感应器(27)与控制器(25)连接。
4.根据权利要求1所述的一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，其特征在于，还包括有平衡重量块(28)，支架(10)内后侧设置有平衡重量块(28)。
5.根据权利要求1所述的一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，其特征在于，第一电机(23)和第二电机(14)均为伺服电机。
6.根据权利要求1所述的一种可清理海洋垃圾的仿生鱼装置，其特征在于，仿鱼鳍板(4)长2m。
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