CN107690374A - 鱼机器人 - Google Patents

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刘池炅
朴二洙
金俊石
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Abstract

本发明涉及不显露鱼体关节、防水性能最佳、能够流畅地游泳的鱼机器人。为此，鱼机器人包括：头部单元，对应鱼的头部部分；驱动单元，与头部单元结合，通过正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动产生推进力；防水盖，具有弹性且与头部单元结合，驱动单元能够被插入及封闭；以及身体单元，对应鱼的身体部分，具有弹性且与头部单元结合，所述防水盖能够被插入及支撑。

Description

鱼机器人
技术领域
本发明涉及鱼机器人，更具体地说，涉及不显露鱼体关节、防水性能最佳、能够流畅地游泳的鱼机器人。
背景技术
一般而言，鱼利用身体和尾巴进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动，以产生推进力进行前进运动。并且，有鱼鳔的鱼利用鱼鳔调节浮力，以进行潜水或浮游。
因此，开发出能够呈现鱼的动作的鱼形态的水中机器人(以下称鱼机器人)。例如，韩国的注册专利应用小型控制电路设计及防水技术的鱼形水中机器人(专利第1236479号，2013年2月18日注册)。
但是，现有的鱼形水中机器人(以下称鱼机器人)因机械设计和构架的限制性结构，未考虑到防水、实验、可拆卸等，以功能方面为主进行了设计。因此，鱼机器人构架的首次防水处理上存在问题，当内部浸水时，会发生电路故障、电源短路、内部腐蚀等问题。
要解决这种问题，不能单纯地通过电路小型化、模块化来解决，而需要最适合鱼形水中机器人的构架形态和防水性能的设计方案。
发明内容
(要解决的技术问题)
用于解决现有技术问题的本发明的目的在于，提供一种不显露鱼体关节、防水性能最佳、能够流畅地游泳的鱼机器人。
(解决问题的手段)
根据用于解决本发明的目的的优选实施例，本发明的鱼机器人包括：头部单元，对应鱼的头部部分；驱动单元，与所述头部单元结合，通过正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动产生推进力；防水盖，具有弹性且与所述头部单元结合，所述驱动单元能够被插入及封闭；以及身体单元，对应鱼的身体部分，具有弹性且与所述头部单元结合，所述防水盖能够被插入及支撑。
本发明的鱼机器人还可包括：游泳传递单元，连接所述防水盖与所述身体单元，以使得通过所述驱动单元的操作来进行的正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动能够被传递到所述身体单元。
其中，所述游泳传递单元可以包括在所述防水盖的外周面突出形成的传递肋部和在所述身体单元的内周面凹陷形成而能够插入所述传递肋部的传递槽部，或者仅包括所述传递肋部。
其中，所述游泳传递单元还可以包括：在所述传递肋部的外周面或所述传递槽部的内周面突出形成的固定突部和在所述传递肋部的外周面或所述传递槽部的内周面凹陷形成的固定槽部中的至少一个。
其中，所述驱动单元包括：电源部，设置于所述头部单元而用于施加电源；多个驱动马达部，通过所述电源部来使旋转轴旋转；连杆支架部，对应正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动而使多个所述驱动马达部与所述头部单元串联连杆结合；以及鱼鳔部，通过所述电源部调整浮力，以使鱼机器人能够潜水或浮游。
其中，所述鱼鳔部包括：第一浮力调节部，对应鱼的背部部分而设置在所述驱动单元的上侧，具有比重小于鱼机器人进行潜水的流体比重的第一调节部；以及第二浮力调节部，对应鱼的腹部部分而设置在所述驱动单元的下侧，具有比重等于或大于鱼机器人进行潜水的流体比重的第二调节部。
其中，所述防水盖具备：游泳褶皱部，对应正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动而进行伸缩。
其中，所述身体单元包括：刚性部，与所述头部单元结合且可拆卸；以及柔性部，具有弹性且从所述刚性部延长。
(发明的效果)
根据本发明的鱼机器人，不显露鱼体关节、防水性能最佳、能够流畅地游泳。
并且，根据本发明，通过驱动单元的操作来进行的正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动能够被稳定地传递到身体单元，能够向外部自然地呈现鱼机器人的正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动。
并且，根据本发明，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，能够维持防水盖与身体单元的连接状态，防止传递肋部从身体单元分离。
并且，根据本发明，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，能够防止身体单元因水压而变形，防止防水盖或身体单元因游泳传递单元而破损。
并且，根据本发明，通过驱动单元来使正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动变得轻盈，使鱼机器人的潜水和浮游变得容易。
并且，根据本发明，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，使鱼机器人的潜水和浮游变得简单，当鱼机器人进行潜水或浮游时，能够用较少的能源来使鱼机器人快速倾斜。
并且，根据本发明，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，防止防水盖在折叠部位产生破损，防止防水盖的折叠部位受到驱动单元的干涉。
并且，根据本发明，使头部单元与身体单元的结合变得稳定，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，防止身体单元从头部单元分离。
并且，根据本发明，能够从头部单元更换身体单元来表现多种鱼类，使鱼机器人的维护变得容易。
附图说明
图1是示出本发明一实施例的鱼机器人的图。
图2是本发明一实施例的鱼机器人的分解图。
图3是概略示出本发明一实施例的鱼机器人的游泳传递单元的部分立体图。
图4是概略示出本发明一实施例的鱼机器人的结合状态的纵剖面图。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的鱼机器人的一实施例。但是本发明并不限定于实施例。并且，本发明的说明中，为了明确本发明的主旨而可以省略对公知的功能或组件等的具体说明。
图1是示出本发明一实施例的鱼机器人的图，图2是本发明一实施例的鱼机器人的分解图，图3是概略示出本发明一实施例的鱼机器人的游泳传递单元的部分立体图，图4是概略示出本发明一实施例的鱼机器人的结合状态的纵剖面图。
参照图1至图4，本发明一实施例的鱼机器人是在水中以鱼的形态进行潜水或浮游并进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动的机器人，其包括头部单元10、驱动单元20、防水盖30、身体单元40，还可包括游泳传递单元50。
所述头部单元10对应鱼的头部部分。所述头部单元10可表现鱼的眼睛、嘴和鳃等。
所述驱动单元20与所述头部单元10结合。所述驱动单元20通过正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动产生推进力。
所述驱动单元20可包括电源部21、驱动马达部22、连杆支架部23和鱼鳔部24。
所述电源部21设置在所述头部单元10以施加电源。所述电源部21可设置于所述头部单元10的内部，也可向所述头部单元10的一侧突出。所述电源部21通过与已充电的电池结合来施加电源。并且，所述电源部21可根据外部电源的充电来施加电源。
向鱼机器人的长度方向排列多个所述驱动马达部22。多个所述驱动马达部22通过所述电源部21使各个旋转轴221旋转。相互平行地排列多个所述驱动马达部22的所述旋转轴221。
所述连杆支架部23对应正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动而使所述头部单元10与多个所述驱动马达部22串联连杆结合。于是，在所述头部单元10与所述驱动马达部22之间，在所述连杆支架部23已与所述头部单元10结合的状态下，与所述旋转轴221结合。并且，多个所述驱动马达部22之间，所述连杆支架部23与多个所述驱动马达部22中的一侧结合的状态下，与多个所述驱动马达部22中的另一侧具备的所述旋转轴221结合。此时，所述旋转轴221可旋转地结合到所述连杆支架部23，也可固定到所述连杆支架部23。
据此，从鱼的头部部分到鱼的尾鳍，在所述头部单元10的一侧，以所述连杆支架部23为媒介而将所述驱动马达部22排列成一排。
所述鱼鳔部24通过所述电源部21来调节浮力。所述鱼鳔部24使得鱼机器人能够潜水或浮游。所述鱼鳔部24与所述头部单元10和所述驱动单元20中的其中一个结合。
此时，所述鱼鳔部24可被区分为第一浮力调节部241和第二浮力调节部242。
所述第一浮力调节部241对应鱼的背部部分而设置在所述驱动单元20的上侧。所述第一浮力调节部241具有比重小于鱼机器人进行潜水的流体比重的第一调节部243。所述第一浮力调节部241在所述驱动单元20的上侧，与所述驱动马达部22或所述连杆支架部23结合或与所述头部单元10结合。
所述第二浮力调节部242对应鱼的腹部部分而设置在所述驱动单元20的下侧。所述第一浮力调节部241具有比重等于或大于鱼机器人进行潜水的流体比重的第二调节部244。所述第二浮力调节部242在所述驱动单元20的下侧，与所述驱动马达部22或所述连杆支架部23结合或与所述头部单元10结合。
所述防水盖30具有弹性且与所述头部单元10结合。所述驱动单元20能够被插入到所述防水盖30而被封闭。所述防水盖30能够被所述驱动单元20支撑。此时，所述鱼鳔部24可设置在所述防水盖30的外侧。
其中，所述防水盖30可具有对应正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动而进行伸缩的游泳褶皱部31。所述游泳褶皱部31以褶皱形态形成于所述防水盖30的折叠部位。所述游泳褶皱部31对应游泳运动而被折叠并展开，当所述防水盖30弯曲后展开时，能够防止所述防水盖30的折叠部位产生破损。
所述身体单元40对应鱼的身体部分且具有弹性，与所述头部单元10结合。所述防水盖30能够被插入到所述身体单元40而被支撑。其中，所述防水盖30被隔开设置在所述身体单元40的内部，能够向所述身体单元40内部的与所述防水盖30的间隙空间填充流体。通过向所述身体单元40内部的与所述防水盖30的间隙空间填充流体，减少所述身体单元40的厚度的同时，能够通过所述身体单元40稳定地维持鱼的身体形状。向所述身体单元40内部的与所述防水盖30的间隙空间填充的流体可与鱼机器人进行潜水的流体实质上相同。
所述身体单元40可包括刚性部41和柔性部42。
所述刚性部41与所述头部单元10结合并可拆卸。所述刚性部41具有对应所述头部单元10的强度地可拆卸结合到所述头部单元10，因此在鱼机器人游泳的过程中，能够防止所述刚性部41从所述头部单元10分离。
所述柔性部42具有弹性，从所述刚性部41延长。所述柔性部42以具有与所述防水盖30相对应的弹性或者弹性小于所述头部单元10的弹性或者弹性小于所述刚性部41的弹性地从所述刚性部41延长，在鱼机器人游泳的过程中，使得所述身体单元40能够轻盈地进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动。
所述游泳传递单元50连接所述防水盖30与所述身体单元40。所述游泳传递单元50使得通过所述驱动单元20的操作进行的正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动能够被传递到所述身体单元40。
所述游泳传递单元50可以包括：传递肋部51，在所述防水盖30的外周面突出形成；传递槽部52，在所述身体单元40的内周面凹陷形成而能够插入所述传递肋部51。并且，所述游泳传递单元50可以仅包括所述传递肋部51。
并且，所述游泳传递单元50还可以包括：在所述传递肋部51的外周面或所述传递槽部52的内周面突出形成的固定突部53和在所述传递肋部51的外周面或所述传递槽部52的内周面凹陷形成的固定槽部54中的至少一个。其中，同时包括所述固定突部53和所述固定槽部54时，所述固定突部53能够被插入到所述固定槽部54而被支撑。
其中，未说明符号401是对应鱼的尾鳍而设置在所述身体单元40的尾鳍，未说明符号402是对应鱼的背鳍而设置在所述身体单元40的背鳍，未说明符号403是对应鱼的胸鳍而设置在所述身体单元40或所述头部单元10的胸鳍，未说明符号404是对应鱼的腹鳍而设置在所述身体单元40的腹鳍。
以下说明本发明一实施例的鱼机器人的操作。
使鱼机器人在流体中潜水，通过所述电源部21施加的电源来操作所述驱动马达部22，则所述旋转轴221将旋转，通过所述头部单元10和所述驱动单元20及所述连杆支架部23的联结操作，所述防水盖30进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动，据此，所述身体单元40将进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动，鱼机器人在流体10中潜水的状态下产生推进力而能够向所述头部单元10的前方移动。
此时，所述鱼鳔部24通过调节鱼机器人的浮力，使得鱼机器人在流体中潜水的状态下上下移动，或者使得鱼机器人向上或向下倾斜。
其中，通过向所述身体单元40的内部填充流体，防止所述身体单元40因所述身体单元40外部存在的流体压力而变形，能够稳定地维持所述身体单元40的外观。
根据如上所述的鱼机器人，不显露鱼体关节、防水性能最佳、能够流畅地游泳。并且，通过所述驱动单元20的操作而进行的正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动能够被稳定地传递到所述身体单元40，能够向外部自然地呈现鱼机器人的正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动。
并且，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，能够维持所述防水盖30与所述身体单元40的连接状态，防止所述传递肋部51从所述身体单元40分离。并且，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，能够防止所述身体单元40因水压而变形，防止所述防水盖30或所述身体单元40因所述游泳传递单元而破损。
并且，通过所述驱动单元20来使正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动变得轻盈，使鱼机器人的潜水和浮游变得容易。
并且，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，使鱼机器人的潜水和浮游变得简单，当鱼机器人进行潜水或浮游时，能够用较少的能源来使鱼机器人快速倾斜。并且，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，防止所述防水盖30在折叠部位产生破损，防止所述防水盖30的折叠部位受到所述驱动单元20的干涉。
并且，使所述头部单元10与所述身体单元40的结合变得稳定，当鱼机器人进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动时，防止所述身体单元40从所述头部单元10分离。并且，能够从所述头部单元10更换所述身体单元40来表现多种鱼类，使鱼机器人的维护变得容易。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，但本发明所属技术领域的熟练技术人员能够在不脱离专利权利要求所记载的本发明的思想及领域的范围内，能够对本发明进行多种修改或变更。
工业实用性
本发明一实施例的鱼机器人能够在水中以鱼的形态进行潜水或浮游并进行正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动。

Claims (8)

1.一种鱼机器人，其特征在于，包括：
头部单元，对应鱼的头部部分；
驱动单元，与所述头部单元结合，通过正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动产生推进力；
防水盖，具有弹性且与所述头部单元结合，所述驱动单元能够被插入及封闭；以及
身体单元，对应鱼的身体部分，具有弹性且与所述头部单元结合，所述防水盖能够被插入及支撑。
2.根据权利要求1所述的鱼机器人，其特征在于，还包括：
游泳传递单元，连接所述防水盖与所述身体单元，以使得通过所述驱动单元的操作来进行的正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动能够被传递到所述身体单元。
3.根据权利要求2所述的鱼机器人，其特征在于，
所述游泳传递单元包括在所述防水盖的外周面突出形成的传递肋部和在所述身体单元的内周面凹陷形成而能够插入所述传递肋部的传递槽部，或者仅包括所述传递肋部。
4.根据权利要求3所述的鱼机器人，其特征在于，
所述游泳传递单元还包括：在所述传递肋部的外周面或所述传递槽部的内周面突出形成的固定突部和在所述传递肋部的外周面或所述传递槽部的内周面凹陷形成的固定槽部中的至少一个。
5.根据权利要求1至4任一所述的鱼机器人，其特征在于，
所述驱动单元包括：
电源部，设置于所述头部单元而用于施加电源；
多个驱动马达部，通过所述电源部来使旋转轴旋转；
连杆支架部，对应正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动而使多个所述驱动马达部与所述头部单元串联连杆结合；以及
鱼鳔部，通过所述电源部调整浮力，以使鱼机器人能够潜水或浮游。
6.根据权利要求5所述的鱼机器人，其特征在于，
所述鱼鳔部包括：
第一浮力调节部，对应鱼的背部部分而设置在所述驱动单元的上侧，具有比重小于鱼机器人进行潜水的流体比重的第一调节部；以及
第二浮力调节部，对应鱼的腹部部分而设置在所述驱动单元的下侧，具有比重等于或大于鱼机器人进行潜水的流体比重的第二调节部。
7.根据权利要求1至4任一所述的鱼机器人，其特征在于，
所述防水盖具备：
游泳褶皱部，对应正弦曲线形(Sinusoidal)的游泳运动而进行伸缩。
8.根据权利要求1至4任一所述的鱼机器人，其特征在于，
所述身体单元包括：
刚性部，与所述头部单元结合且可拆卸；以及
柔性部，具有弹性且从所述刚性部延长。
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