CN106364649B - 一种机器鱼鱼尾结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器鱼鱼尾结构，包括鱼尾轴，所述的鱼尾轴通过螺栓连接有鱼尾横轴的一端连接，所述的鱼尾横轴的另二端连接有顶针的第一端，所述的顶针的第一端与螺栓之间设有弹簧，所述的弹簧位于鱼尾横轴内；所述的顶针的第二端穿过鱼尾横轴与鱼尾埋件配合连接；所述的鱼尾横轴配合连接有轴座，所述的轴座通过鱼尾埋件连接有鱼尾部。本发明的机器鱼鱼尾部与轴座之间采用插入拔出的可拆卸连接；本发明的鱼尾部包括鱼尾骨架和鱼尾，鱼尾由橡胶材料制成，鱼尾骨架为钢骨架，可以实现机器鱼鱼尾的尾部脊椎硬，而尾鳍软的要求。

Description

一种机器鱼鱼尾结构

技术领域

本发明涉及机器鱼技术领域，具体来说，涉及一种机器鱼鱼尾结构。

背景技术

随着海洋开发事业的发展，水下机器人吸引了人们的注意。水下机器人可以代替人类完成大量任务，例如海洋资源的勘探、水下救捞等。随着应用场合复杂性和任务多样化的增加，人们希望水下机器人的能力能够进一步提高，加速了水下机器人研究的进程。受鱼类具有高效、高机动性、高度适应性的启发，在深入探讨其运动模式、特点、机理的基础上，结合控制、电子、材料、机械等学科，将仿生学原理应用于水下机器人的研发、设计过程中，近年来受到关注。通常，把基于鱼类解剖学结构特点和游动方式的水下机器人称为仿生机器鱼。

按照推进运动所模仿的鱼类身体部位的不同，目前的仿生机器鱼主要分为两种：一种是身体、尾鳍推进模式，即利用身体弯曲或尾鳍的周期性往复摆动产生推进力；另一种是中间鳍、对鳍推进模式，即利用中间鳍、对鳍的周期性摆动或波动产生推进力，这种驱动模式相比尾鳍驱动模式，游动速度较慢，而采用尾鳍推进模式驱动的仿生机器鱼由于其具有优秀的加速及高效推进能力，因此在对速度及推进效率有要求的场合下，这种推进模式得到了人们更多的关注。

其中，机器鱼的鱼尾的尾鳍推进模式采用电机和特定的传动装置组合驱动，可以驱动大的载体，适合仿生那些速度快、转身迅速的海洋生物。现有技术中，机器鱼的鱼尾的设计充分运用了仿生学原理，模拟自然界的鱼的尾部构造，从而使机器鱼实现和自然界的鱼相似的运动。

然而在鱼尾的设计中，申请号为201521031982.7的中国专利一种基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼，包括基架以及设于所述基架内的骨架；其中：所述基架包括机体以及设于所述机体尾端的尾鳍，所述机体的机身还设有胸鳍组和尾鳍，所述胸鳍组包括设于所述机身两侧的第一胸鳍和第二胸鳍；所述骨架包括骨架基体以及设于所述骨架基体的动力部，所述动力部包括第一动力单元和第二动力单元，其中：所述第一动力单元与所述胸鳍组相连接，用于使仿生机器鱼的获得上浮或者下潜运动；所述第二动力单元与所述尾鳍相连接，用于使仿生机器鱼的获得摆动。该设计：（1）尾鳍与机器鱼本体之间的连接关系复杂，具有不能实现快速插拔的缺点；（2）尾鳍与鱼体之间采用卡扣连接，在机器鱼运动中和其他物体碰撞时，容易使其与鱼体之间的扣接断开，从而使机器鱼失去运动的能力；（3）其具有难以实现机器鱼鱼鳍的尾部脊椎硬，而尾鳍软要求的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器鱼鱼尾结构，以克服目前现有技术存在的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器鱼鱼尾结构，包括鱼尾轴，所述的鱼尾轴通过螺栓连接有鱼尾横轴的一端连接，所述的鱼尾横轴的另二端连接有顶针的第一端，所述的顶针的第一端与螺栓之间设有弹簧，所述的弹簧位于鱼尾横轴内；所述的顶针的第二端穿过鱼尾横轴与鱼尾埋件配合连接；所述的鱼尾横轴配合连接有轴座，所述的轴座通过鱼尾埋件连接有鱼尾部。

进一步的，所述的鱼尾部包括鱼尾骨架和套在鱼尾骨架外部的鱼尾，所述的鱼尾骨架上设有若干注塑孔。

优选的，所述的鱼尾埋件的一侧设有第一卡槽，所述的鱼尾埋件通过所述第一卡槽与所述的鱼尾骨架卡接连接。

优选的，所述的鱼尾埋件上靠近鱼尾骨架的一端设有第一螺栓孔，所述的鱼尾骨架上设有与所述第一螺栓孔配合的第一通孔，所述的鱼尾埋件和鱼尾骨架通过第一螺栓穿过所述的第一螺栓孔和第一通孔连接。

进一步的，所述的轴座上设有第二卡槽，所述的轴座通过所述的第二卡槽与所述的鱼尾埋件卡接连接。

优选的，所述的轴座上靠近鱼尾埋件的一端设有第二螺栓孔，所述的鱼尾埋件上设有与所述的第二螺栓孔配合的第二通孔，所述的轴座和鱼尾埋件通过第二螺栓穿过所述的第二螺栓孔和第二通孔连接。

进一步的，所述的鱼尾横轴上靠近轴座的一端设有凸块，所述的轴座内侧壁上设有用于插入所述的凸块的凹槽轨道。

优选的，所述的轴座内远离所述的鱼尾横轴的一端设有用于容纳所述的凸块的环形凹槽，所述的环形凹槽与所述的凹槽轨道连通。

进一步的，所述的鱼尾横轴为中空结构，所述的顶针的第一端通过顶针上的第一凸台卡在鱼尾横轴靠近轴座的一端，所述的顶针的第二端设有楔形面，所述的鱼尾埋件上设有与所述的楔形面配合的楔形凹槽。

进一步的，所述的鱼尾横轴上远离轴座的一端设有第二凸台，所述的鱼尾轴上设有与所述的第二凸台配合的凹槽。

采用上述技术方案后，本发明具有如下的有益效果：本发明的机器鱼鱼尾部与轴座之间采用插入拔出的可拆卸连接，机器鱼的鱼尾横轴上的凸块通过凹槽轨道插入所述的轴座之后沿环形凹槽旋转一个角度即可实现机器鱼鱼尾与轴座之间的连接；本发明的鱼尾部包括鱼尾骨架和鱼尾，鱼尾由橡胶材料制成，鱼尾骨架为钢骨架，可以实现机器鱼鱼尾的尾部脊椎硬，而尾鳍软的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的一种机器鱼鱼尾结构的爆炸图；

图2是本发明的鱼尾埋件的结构示意图；

图3是图2的A-A向剖视图；

图4是图2的俯视图；

图5是图4中C部的局部放大图；

图6是本发明轴座的结构示意图；

图7是图6的A-A向剖视图；

图8是图6的俯视图；

图9是本发明鱼尾横轴的结构示意图；

图10是图9的B-B向剖视图；

图11是本发明顶针的结构示意图；

图中：1、鱼尾；2、鱼尾骨架；21、注塑孔；22、第一通孔；3、鱼尾埋件；31、第一卡槽；32、第一螺栓孔；33、第二通孔；4、轴座；41、第二螺栓孔；42、第二卡槽；43、凹槽轨道；44、环形凹槽；5、第二螺栓；6、鱼尾横轴；61、凸块；62、第二凸台；7、顶针；71、楔形面；72、第一凸台；8、弹簧；9、鱼尾轴；10、螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例所述的一种机器鱼鱼尾结构，包括鱼尾轴9，所述的鱼尾轴9通过螺栓10连接有鱼尾横轴6的一端连接，所述的鱼尾横轴6的另二端连接有顶针7的第一端，所述的顶针7的第一端与螺栓10之间设有弹簧8，所述的弹簧8位于鱼尾横轴6内，所述的鱼尾横轴6为中空结构；所述的顶针7的第二端穿过鱼尾横轴6与鱼尾埋件3配合连接；所述的鱼尾横轴6配合连接有轴座4，所述的轴座4通过鱼尾埋件3连接有鱼尾部；其中，所述的鱼尾部包括鱼尾骨架2和套在鱼尾骨架外部的鱼尾1，所述的鱼尾骨架2上设有若干注塑孔21。其中所述的鱼尾由橡胶材料制成，所述的橡胶材料通过鱼尾骨架2上的若干注塑孔与鱼尾骨架固定连接，优选为所述的橡胶材料与鱼尾骨架通过铸造的方式固定连接，所述的注塑孔可以防止鱼尾1脱离鱼尾骨架2。

在一具体实施例中，如图2-5所示：所述的鱼尾埋件3的一侧设有第一卡槽31，所述的鱼尾埋件3通过所述第一卡槽31与所述的鱼尾骨架2卡接连接，所述的鱼尾埋件3上靠近鱼尾骨架2的一端设有第一螺栓孔32，所述的鱼尾骨架2上设有与所述第一螺栓孔32配合的第一通孔22，所述的鱼尾埋件3和鱼尾骨架2通过第一螺栓穿过所述的第一螺栓孔32和第一通孔22连接。

在一具体实施例中，如图6-8所示，所述的轴座4上设有第二卡槽42，所述的轴座4通过所述的第二卡槽42与所述的鱼尾埋件3卡接连接，所述的轴座4上靠近鱼尾埋件3的一端设有第二螺栓孔41，所述的鱼尾埋件3上设有与所述的第二螺栓孔41配合的第二通孔33，所述的轴座4和鱼尾埋件3通过第二螺栓5穿过所述的第二螺栓孔41和第二通孔33连接。其中，所述的在本实施例的一个具体实施例中，所述的第二螺栓5为内六角螺栓。

在一具体实施例中，如图9、图10所示：所述的鱼尾横轴6上靠近轴座4的一端设有凸块61，所述的轴座4内侧壁上设有用于插入所述的凸块61的凹槽轨道43，所述的轴座4内远离所述的鱼尾横轴6的一端设有用于容纳所述的凸块61的环形凹槽44，所述的环形凹槽44与所述的凹槽轨道43连通，其中，所述的凹槽轨道43可以是延伸方向与所述的鱼尾横轴6的轴线方向平行的直轨道，也可以是螺旋线状的弯曲轨道或者其他弯曲的轨道。

在一具体实施例中，如图11所示：所述的顶针7的第一端通过顶针上的第一凸台72卡在鱼尾横轴6靠近轴座4的一端，所述的顶针7的第二端设有楔形面71，所述的鱼尾埋件3上设有与所述的楔形面71配合的楔形凹槽。

在一具体实施例中，所述的鱼尾横轴6上远离轴座4的一端设有第二凸台62，所述的鱼尾轴9上设有与所述的第二凸台62配合的凹槽。所述的第二凸台62与鱼尾轴9上的凹槽配合可以防止鱼尾横轴的旋转。在一个具体实施例中，所述的第二凸台62的延伸方向与凸块61所在的平面垂直。

本发明的机器鱼鱼尾部与轴座之间采用插入拔出的可拆卸连接，机器鱼的鱼尾横轴上的凸块61通过凹槽轨道43插入所述的轴座4之后沿环形凹槽44之后将鱼尾部旋转90度即可实现机器鱼鱼尾与轴座之间的固定。

本发明的鱼尾部包括鱼尾骨架2和鱼尾1，鱼尾1由橡胶材料制成，鱼尾骨架2为钢骨架，可以实现机器鱼鱼尾的尾部脊椎硬，而尾鳍软的要求。

在具体安装时，将鱼尾部和鱼尾埋件3卡接后通过第一螺栓连接，将鱼尾埋件3与轴座4卡接后通过第二螺栓5连接，将顶针7安装在鱼尾横轴6内，将鱼尾横轴6上的凸块61对准轴座4上的凹槽轨道43向内推进至凸块61到达与所述的凹槽轨道43连通的环形凹槽44，此时，顶针7的楔形面71刚好位于鱼尾埋件3上的楔形凹槽内，此时，弹簧处于压缩状态，将鱼尾部旋转90度即可实现机器鱼鱼尾与轴座之间的固定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机器鱼鱼尾结构，包括鱼尾轴（9），其特征在于，所述的鱼尾轴（9）通过螺栓（10）连接有鱼尾横轴（6）的一端，所述的鱼尾横轴（6）的另一端连接有顶针（7）的第一端，所述的顶针（7）的第一端与螺栓（10）之间设有弹簧（8），所述的弹簧（8）位于鱼尾横轴（6）内；所述的顶针（7）的第二端穿过鱼尾横轴（6）与鱼尾埋件（3）配合连接；所述的鱼尾横轴（6）配合连接有轴座（4），所述的轴座（4）通过鱼尾埋件（3）连接有鱼尾部；所述的鱼尾横轴（6）上靠近轴座（4）的一端设有凸块（61），所述的轴座（4）内侧壁上设有用于插入所述的凸块（61）的凹槽轨道（43）；所述的轴座（4）内远离所述的鱼尾横轴（6）的一端设有用于容纳所述的凸块（61）的环形凹槽（44），所述的环形凹槽（44）与所述的凹槽轨道（43）连通。

2.根据权利要求1所述的一种机器鱼鱼尾结构，其特征在于，所述的鱼尾部包括鱼尾骨架（2）和套在鱼尾骨架外部的鱼尾（1），所述的鱼尾骨架（2）上设有若干注塑孔（21）。

3.根据权利要求2所述的一种机器鱼鱼尾结构，其特征在于，所述的鱼尾埋件（3）的一侧设有第一卡槽（31），所述的鱼尾埋件（3）通过所述第一卡槽与所述的鱼尾骨架（2）卡接连接。

4.根据权利要求3所述的一种机器鱼鱼尾结构，其特征在于，所述的鱼尾埋件（3）上靠近鱼尾骨架（2）的一端设有第一螺栓孔（32），所述的鱼尾骨架（2）上设有与所述第一螺栓孔（32）配合的第一通孔（22），所述的鱼尾埋件（3）和鱼尾骨架（2）通过第一螺栓穿过所述的第一螺栓孔（32）和第一通孔（22）连接。

5.根据权利要求1所述的一种机器鱼鱼尾结构，其特征在于，所述的轴座（4）上设有第二卡槽（42），所述的轴座（4）通过所述的第二卡槽（42）与所述的鱼尾埋件（3）卡接连接。

6.根据权利要求5所述的一种机器鱼鱼尾结构，其特征在于，所述的轴座（4）上靠近鱼尾埋件（3）的一端设有第二螺栓孔（41），所述的鱼尾埋件（3）上设有与所述的第二螺栓孔配合的第二通孔（33），所述的轴座（4）和鱼尾埋件（3）通过第二螺栓穿过所述的第二螺栓孔和第二通孔连接。

7.根据权利要求1所述的一种机器鱼鱼尾结构，其特征在于，所述的顶针（7）的第一端通过顶针上的第一凸台（72）卡在鱼尾横轴（6）靠近轴座（4）的一端，所述的顶针（7）的第二端设有楔形面（71），所述的鱼尾埋件（3）上设有与所述的楔形面（71）配合的楔形凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种机器鱼鱼尾结构，其特征在于，所述的鱼尾横轴（6）上远离轴座（4）的一端设有第二凸台（62），所述的鱼尾轴（9）上设有与所述的第二凸台（62）配合的凹槽。