CN207725596U - 一种配重系统及仿生鱼 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种配重系统，涉及仿生学技术领域。该配重系统包括若干配重杆和若干配重块；任意一个所述配重杆上至少活动连接一个所述配重块，至少两个所述配重杆互相不平行。本实用新型的配重系统，分别调节互相不平行的配重杆上的配重块，能够迅速地在水平面上改变前后方向和左右方向上的重心，维持整体系统的重心平衡。在此基础上，本实用新型还提供了一种仿生鱼。
Description
技术领域
本实用新型涉及仿生学技术领域，尤其涉及一种配重系统及仿生鱼。
背景技术
随着机器人系统的应用从工业领域向其他领域拓展，机器人系统所面对的环境也从以往的结构化环境变为复杂、动态、对抗、非结构化的环境。新的应用环境和应用领域给机器人技术的发展带来了极大的机遇和挑战。
为了适应复杂的、动态的、非结构化环境下的应用需求，机器人研究学者从仿生学研究中寻找灵感来设计开发新型的机器人系统。自然界的生物经过长期进化形成了很多适应于复杂的、动态的、非结构化乃至敌对环境下自由运功的身体结构、机能及其控制方法。受此类生物特征的启发，许多针对不同环境下作业需求的仿生机器人系统得到了充分的研究，并进行了研制生产，例如仿生机器鱼。
鱼类在水中具有非凡的运动和控制能力，可以自由地在复杂的水下环境中游动、加速以及转弯，可以高效率、长时间地在高速度的状态下游动等等。这些非凡的游动技巧是人类现有的船舶所难以达到的，也是新型航船所希望达到的目标。鱼类特有的结构、游动机理给人们设计新型船舶提供了很好的思路。
目前，常规的水下设备(例如机动船)在航行中，主要依靠船体内部放置的重物来实现重心的平衡，并且在航行过程中难以对全船的重心进行调整，导致水下设备航行时控制效率低、能源耗费虚高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种配重系统及仿生鱼，以解决现有技术的仿生鱼和船舶在动力推进和控制过程中存在的控制效率低、能源耗费高等问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供的一种配重系统，包括若干配重杆和若干配重块；任意一个所述配重杆上至少活动连接一个所述配重块，至少两个所述配重杆互相不平行。
进一步，所述配重杆的数量为三个，三个所述配重杆呈三角形分布。该技术方案的技术效果在于：三个配重杆的设计布局兼顾了结构的简单性和控制的快捷性。其中一个配重杆可设置为与仿生鱼的前进方向垂直，另外两个配重杆可分别倾斜设置于仿生鱼纵向对称面的左右两侧。
进一步，所述配重杆的数量为两个，两个所述配重杆相互垂直设置。该技术方案的技术效果在于：两个配重杆相互垂直设置，虽然控制行程较长，但该结构较为简单。
进一步，所述配重杆的数量为四个，四个所述配重杆呈矩形分布。该技术方案的技术效果在于：四个呈矩形分布的配重杆，结构比较复杂，可控制行程更短，控制也更为便捷和精准。
进一步，配重系统还包括锁紧装置；所述锁紧装置包括锁紧螺栓，所述锁紧螺栓螺接所述配重块并抵接所述配重杆。该技术方案的技术效果在于：拧紧锁紧螺栓，可固定配重块与配重杆的相对位置，在仿生鱼行驶过程中也不会出现松动，提高了配重系统的可靠性。而在仿生鱼长时间停止潜行时，可固定配重块，避免发生螺纹间隙活动。
进一步，配重系统还包括安装板；所述安装板的上表面为平面，多个所述配重杆设置于所述上表面。该技术方案的技术效果在于：利用安装板来限定配重杆和配重块的水平面位置，防止配重块发生倾斜或者旋转，影响了重心的定位。
进一步，还包括驱动电机；所述配重杆为丝杆，所述配重块设置有与所述配重杆咬合的内螺纹；所述驱动电机与所述配重杆连接。该技术方案的技术效果在于：通过驱动电机来旋转丝杆，带动配重块平移，可手动操作，也可远程控制，灵活使用。另外，由于安装板的上表面为平面，则配重块得以平稳移动。
进一步，还包括相互配合的导齿和导槽；所述导齿设置于所述配重块的下表面，所述导槽设置于所述安装板的上表面。该技术方案的技术效果在于：导齿和导槽的配合设置，可防止配重块旋转，提高配重块的导向作用，进一步提升配重系统的精准度。
本实用新型还提供一种仿生鱼，包括鱼身、鱼尾以及上述的配重系统；所述鱼身与所述鱼尾前后连接；所述配重系统设置于所述鱼身的内腔。
进一步，所述安装板的下部螺接于所述鱼身内腔的底部。该技术方案的技术效果在于：配重块、配重杆通过安装板螺接于仿生鱼的鱼身内腔，拆装检修方便。并且，位于鱼身内腔的配重系统不影响仿生鱼的外部构造，不影响仿生鱼的阻力和控制效果。另外，位于鱼身内腔的底部，重心较低，可操控性能更好。
本实用新型的有益效果是：
1、配重系统分别调节互相不平行的配重杆上的配重块，能够迅速地在水平面上改变前后方向和左右方向上的重心，维持整体系统的重心平衡。
2、配置上述配重系统的仿生鱼，不仅在潜行前进行重心调配以满足载重的平衡，并且在运动过程中也可以通过遥控进行调节，以满足装载的物品发生改变时候的系统平稳。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的配重系统的俯视图；
图2为图1中A向视图；
图3为本实用新型实施例二提供的配重系统的俯视图；
图4为图3中B向视图；
图5为本实用新型实施例三提供的配重系统的俯视图；
图6为图5中C向视图；
图7为本实用新型实施例四提供的配重系统的俯视图；
图8为图7中D-D向剖视图；
图9为本实用新型实施例提供的仿生鱼的结构示意图。
附图标记：
1-配重杆； 2-配重块； 3-锁紧螺栓；
4-安装板； 5-驱动电机； 6-丝杆；
7-导齿； 8-导槽； 9-鱼身；
10-鱼尾。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
现有技术说明：
随着机器人系统的应用从工业领域向其他领域拓展，机器人系统所面对的环境也从以往的结构化环境变为复杂、动态、对抗、非结构化的环境。新的应用环境和应用领域给机器人技术的发展带来了极大的机遇和挑战。
为了适应复杂的、动态的、非结构化环境下的应用需求，机器人研究学者从仿生学研究中寻找灵感来设计开发新型的机器人系统。自然界的生物经过长期进化形成了很多适应于复杂的、动态的、非结构化乃至敌对环境下自由运功的身体结构、机能及其控制方法。受此类生物特征的启发，许多针对不同环境下作业需求的仿生机器人系统得到了充分的研究，并进行了研制生产，例如仿生机器鱼。
鱼类在水中具有非凡的运动和控制能力，可以自由地在复杂的水下环境中游动、加速以及转弯，可以高效率、长时间地在高速度的状态下游动等等。这些非凡的游动技巧是人类现有的船舶所难以达到的，也是新型航船所希望达到的目标。鱼类特有的结构、游动机理给人们设计新型船舶提供了很好的思路。
目前，常规的水下设备(例如机动船)在航行中，主要依靠船体内部放置的重物来实现重心的平衡，并且在航行过程中难以对全船的重心进行调整，导致水下设备航行时控制效率低、能源耗费虚高。
本实用新型具体实施例：
实施例一：
本实施例提供了一种配重系统，其中：图1为本实用新型实施例一提供的配重系统的俯视图；图2为图1中A向视图。如图1、2所示，配重系统包括若干配重杆1和若干配重块2。具体地，任意一个配重杆1上至少活动连接一个配重块2，至少两个配重杆1互相不平行。
进一步地，配重杆1的数量为三个，三个配重杆1呈三角形分布。
进一步地，配重系统还包括锁紧装置。其中，锁紧装置包括锁紧螺栓3，锁紧螺栓3螺接配重块2并抵接配重杆1。
进一步地，配重系统还包括安装板4。其中，安装板4的上表面为平面，多个配重杆1设置于上表面。
在上述实施例一中，1、三个配重杆1的设计布局兼顾了结构的简单性和控制的快捷性。其中一个配重杆1可设置为与仿生鱼的前进方向垂直，另外两个配重杆1可分别倾斜设置于仿生鱼纵向对称面的左右两侧。2、而在仿生鱼长时间停止潜行时，可固定配重块2，避免发生螺纹间隙活动。3、利用安装板4来限定配重杆1和配重块2的水平面位置，防止配重块2发生倾斜或者旋转，影响了重心的定位。
实施例二：
本实施例提供了一种配重系统，其中：图3为本实用新型实施例二提供的配重系统的俯视图；图4为图3中B向视图。如图3、4所示，配重系统包括若干配重杆1和若干配重块2。具体地，任意一个配重杆1上至少活动连接一个配重块2，至少两个配重杆1互相不平行。
进一步地，配重杆1的数量为两个，两个配重杆1相互垂直设置。
进一步地，配重系统还包括锁紧装置。其中，锁紧装置包括锁紧螺栓3，锁紧螺栓3螺接配重块2并抵接配重杆1。
进一步地，配重系统还包括安装板4。其中，安装板4的上表面为平面，多个配重杆1设置于上表面。
上述实施例二的技术方案，不仅具备实施例一中相应的结构优点，另外，由于两个配重杆1相互垂直设置，虽然控制行程较长，但该结构较为简单。
实施例三：
本实施例提供了一种配重系统，其中：图5为本实用新型实施例三提供的配重系统的俯视图；图6为图5中C向视图。如图5、6所示，配重系统包括若干配重杆1和若干配重块2。具体地，任意一个配重杆1上至少活动连接一个配重块2，至少两个配重杆1互相不平行。
进一步地，配重杆1的数量为四个，四个配重杆1呈矩形分布。
进一步地，配重系统还包括锁紧装置。其中，锁紧装置包括锁紧螺栓3，锁紧螺栓3螺接配重块2并抵接配重杆1。
进一步地，配重系统还包括安装板4。其中，安装板4的上表面为平面，多个配重杆1设置于上表面。
上述实施例三的技术方案，不仅具备实施例一中相应的结构优点，另外，由于四个呈矩形分布的配重杆1，结构比较复杂，可控制行程更短，控制也更为便捷和精准。
实施例四：
本实施例提供了一种配重系统，其中：图7为本实用新型实施例四提供的配重系统的俯视图；图8为图7中D-D向剖视图。如图7、8所示，配重系统包括若干配重杆1和若干配重块2。具体地，任意一个配重杆1上至少活动连接一个配重块2，至少两个配重杆1互相不平行。
进一步地，配重杆1的数量为三个，三个配重杆1呈三角形分布。
进一步地，配重系统还包括锁紧装置。其中，锁紧装置包括锁紧螺栓3，锁紧螺栓3螺接配重块2并抵接配重杆1。
进一步地，配重系统还包括安装板4。其中，安装板4的上表面为平面，多个配重杆1设置于上表面。
进一步地，配重系统还包括驱动电机5。其中，配重杆1为丝杆6，配重块2设置有与配重杆1咬合的内螺纹，而驱动电机5与配重杆1连接。
进一步地，配重系统还包括相互配合的导齿7和导槽8。其中，导齿7设置于配重块2的下表面，导槽8设置于安装板4的上表面。
上述实施例四的技术方案，不仅具备实施例一中相应的结构优点，另外，1、通过驱动电机5来旋转丝杆6，带动配重块2平移，可手动操作，也可远程控制，灵活使用。另外，由于安装板4的上表面为平面，则配重块2得以平稳移动。2、导齿7和导槽8的配合设置，可防止配重块2旋转，提高配重块2的导向作用，进一步提升配重系统的精准度。
综上所述，配重系统分别调节互相不平行的配重杆1上的配重块2，能够迅速地在水平面上改变前后方向和左右方向上的重心，维持整体系统的重心平衡。
本实用新型还提供一种仿生鱼，其中：图9为本实用新型实施例提供的仿生鱼的结构示意图。如图9所示，本实施例提供的仿生鱼包括鱼身9、鱼尾10以及上述的配重系统。具体地，鱼身9与鱼尾10前后连接，而配重系统设置于鱼身9的内腔。
进一步地，如图9所示，安装板4的下部螺接于鱼身9内腔的底部。其中，配重块2、配重杆1通过安装板4螺接于仿生鱼的鱼身9内腔，拆装检修方便。并且，位于鱼身9内腔的配重系统不影响仿生鱼的外部构造，不影响仿生鱼的阻力和控制效果。另外，位于鱼身9内腔的底部，重心较低，可操控性能更好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种配重系统，其特征在于，包括若干配重杆和若干配重块；还包括安装板；所述安装板的上表面为平面，多个所述配重杆设置于所述上表面；任意一个所述配重杆上至少活动连接一个所述配重块，至少两个所述配重杆互相不平行。
2.根据权利要求1所述的配重系统，其特征在于，所述配重杆的数量为三个，三个所述配重杆呈三角形分布。
3.根据权利要求1所述的配重系统，其特征在于，所述配重杆的数量为两个，两个所述配重杆相互垂直设置。
4.根据权利要求1所述的配重系统，其特征在于，所述配重杆的数量为四个，四个所述配重杆呈矩形分布。
5.根据权利要求1～4任一项所述的配重系统，其特征在于，还包括锁紧装置；所述锁紧装置包括锁紧螺栓，所述锁紧螺栓螺接所述配重块并抵接所述配重杆。
6.根据权利要求1所述的配重系统，其特征在于，还包括驱动电机；所述配重杆为丝杆，所述配重块设置有与所述配重杆咬合的内螺纹；所述驱动电机与所述配重杆连接。
7.根据权利要求6所述的配重系统，其特征在于，还包括相互配合的导齿和导槽；所述导齿设置于所述配重块的下表面，所述导槽设置于所述安装板的上表面。
8.一种仿生鱼，其特征在于，包括鱼身、鱼尾以及如权利要求1～7任一项所述的配重系统；所述鱼身与所述鱼尾前后连接；所述配重系统设置于所述鱼身的内腔。
9.根据权利要求8所述的仿生鱼，其特征在于，所述安装板的下部螺接于所述鱼身内腔的底部。
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| CN201721687090.1U CN207725596U (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 一种配重系统及仿生鱼 |
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| CN201721687090.1U CN207725596U (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 一种配重系统及仿生鱼 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109080797A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-25 | 东莞市凯勒帝数控科技有限公司 | 一种水下机器人用便于调节重力与浮力的装置 |
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2017
- 2017-12-06 CN CN201721687090.1U patent/CN207725596U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109080797A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-25 | 东莞市凯勒帝数控科技有限公司 | 一种水下机器人用便于调节重力与浮力的装置 |
| CN109080797B (zh) * | 2018-08-16 | 2020-12-08 | 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 | 一种水下机器人用便于调节重力与浮力的装置 |
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