CN210761228U - 鱼形仿生救援器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种鱼形仿生救援器，包括依次连接的吻突部、鱼首部、躯干部以及鱼尾部；吻突部为锥形的中空腔体结构，且内部收纳有待充气的救援气袋；躯干部上设有鱼鳍结构，鱼鳍结构至少包括一个背鳍和两个胸鳍，且三个鱼鳍之间呈预置角度布局；鱼尾部包括多个防水舵机和一个尾板，且多个防水舵机之间以及最后一个防水舵机与尾板之间分别通过运动关节连接；鱼形仿生救援器还包括内置的主控单元、无线信号收发模块、用于分别控制各鱼鳍的第一电机、设于鱼尾部与躯干部之间第二电机、电控充气组件。本实用新型通过模拟旗鱼的仿生特性提升救援器的游动速度和灵活性，并通过向救援气袋充气形成漂浮物以向待施救目标提供有效的救援。

Description

鱼形仿生救援器

技术领域

本实用新型涉及水用救援设备领域，尤其涉及一种鱼形仿生救援器。

背景技术

传统的针对较远距离的落水救助方式是由救生员(或船只)游至(或移动至)待被救援目标处。这种救援方式效率较低，而且局限较大。

目前已有的非载人救援设备。一般是对现有救生圈进行改进，例如选用聚苯乙烯泡末塑料等足以提供可靠浮力的材料，同时配置动力装置，例如目前较为常见的喷气式救生圈，动力装置为圈体上的喷气式推进器。救援操作时通过遥控该动力装置使救生漂浮物到达待施救目标处。

但是，水面上的运动速度往往低于水下运动速度，其原因在于水下运动只受到水的阻力，而在水面上不仅受到水的阻力(即流体阻力)，并且由于行进前方的波浪高于后部的波浪，形成水压差，对前行产生阻力(本领域称为兴波阻力)，而且兴波阻力会随着前进速度增加而增加。所以当前主流的救援器由于是在水面上前行，不仅增加了能量消耗，而且大大降低了游动速度和灵活性，因此会影响救援成本和施救成功率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于旗鱼特性的鱼形仿生救援器，通过模拟旗鱼的仿生特性以此减小救援器在水中前进时受到的流体阻力，可以有效提升救援器的游动速度和灵活性。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种鱼形仿生救援器，包括依次连接的吻突部、鱼首部、躯干部以及鱼尾部；

所述吻突部为锥形的中空腔体结构，且内部收纳有待充气的救援气袋；

所述救援气袋的充气口与设于所述鱼首部的出气口连接，且所述出气口与贯穿所述鱼首部以及所述躯干部的充气管的一端连接，所述充气管的另一端与设于所述躯干部且靠近所述鱼尾部的压缩空气储气罐连接；

所述躯干部上设有鱼鳍结构，所述鱼鳍结构至少包括一个背鳍和两个胸鳍，且三个鱼鳍之间呈预置角度布局；

所述鱼尾部包括多个防水舵机和一个尾板，且多个防水舵机之间以及最后一个防水舵机与尾板之间分别通过运动关节连接；

所述鱼形仿生救援器还包括内置的主控单元、无线信号收发模块、用于分别控制各鱼鳍的第一电机、设于所述鱼尾部与所述躯干部之间第二电机、电控充气组件；

所述无线信号收发模块用于获取并向所述主控单元发送远程的遥控指令；

所述主控单元用于通过所述第一电机控制鱼鳍转动，通过所述第二电机控制整个所述鱼尾部相对所述躯干部旋转，通过所述防水舵机控制所述鱼尾部执行横向摆动，通过所述电控充气组件控制所述压缩空气储气罐向所述救援气袋充气。

可选地，

所述吻突部与所述鱼首部之间通过螺接机构连接；

或者

所述电控充气组件还包括与所述吻突部的中空腔体连通的抽气装置，所述抽气装置用于使所述吻突部内形成负压并与所述鱼首部吸附连接；

或者

在所述吻突部与所述鱼首部之间设置电磁装置，所述电磁装置用于使所述吻突部与所述鱼首部依靠磁力连接或者分离。

可选地，

所述电磁装置包括设于所述吻突部的采用铁磁性材质的插孔，以及设于所述鱼首部的与所述插孔配合的电磁铁插针，所述主控单元还用于控制所述电磁铁插针得电、失电；

或者

所述电磁装置包括设于所述吻突部的插孔、设于所述鱼首部的采用铁磁性材质的插针，以及设于所述插针后部的用于使插针缩回的电磁铁，所述主控单元还用于控制所述电磁铁得电、失电；且在电磁铁失电状态下，所述插针为伸出状态并与所述插孔配合，使所述吻突部与所述鱼首部连接；在电磁铁得电状态下，所述插针被所述电磁铁吸附回收，使所述吻突部与所述鱼首部分离。

可选地，所述救援气袋的充气口通过设于所述出气口的多个磁扣连接，且在所述充气口处设有用于防止所述救援气袋漏气的阀门。

可选地，所述鱼形仿生救援器还包括与所述主控单元电信号连接的目标检测装置；

所述目标检测装置用于探测待施救目标的位置，并将目标位置信号发送至所述主控单元。

可选地，所述目标检测装置包括：设于所述鱼首部的透镜以及热释电红外探测器；

所述热释电红外探测器通过所述透镜探测由待施救目标发出的红外信号，并将所述红外信号转换为电信号输出至所述主控单元。

可选地，所述鱼首部为半球形的菲涅尔透镜结构；

所述鱼首部采用透光材质，且所述鱼首部的外表面为光滑面，在所述鱼首部的内表面刻录有多个同心圆。

可选地，所述目标检测装置包括：设于所述鱼鳍结构处的图像采集装置，以及分别与所述图像采集装置和所述主控单元电信号连接的图像处理模块。

可选地，所述鱼形仿生救援器还包括与所述主控单元电信号连接的从控单元；

所述主控单元通过所述从控单元驱动所述防水舵机以及所述第二电机运转。

可选地，在所述鱼首部和所述躯干部分别设有用于放置电气部件的独立防水仓。

本实用新型提供的鱼形仿生救援器，包括依次连接的吻突部、鱼首部、躯干部以及鱼尾部；吻突部为锥形的中空腔体结构，且内部收纳有待充气的救援气袋；躯干部上设有鱼鳍结构，鱼鳍结构包括一个背鳍和两个胸鳍，且三个鱼鳍之间呈120度布局；鱼尾部包括多个防水舵机和一个尾板，且多个防水舵机之间以及最后一个防水舵机与尾板之间分别通过运动关节连接；鱼形仿生救援器还包括内置的主控单元、无线信号收发模块、用于分别控制各鱼鳍的第一电机、设于鱼尾部与躯干部之间第二电机、电控充气组件。本实用新型通过模拟旗鱼的仿生特性提升救援器的游动速度和灵活性，并通过向救援气袋充气形成漂浮物以向待施救目标提供有效的救援。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为一种旗鱼的外形示意图；

图2为本实用新型提供的鱼形仿生救援器的实施例的结构示意图；

图3为本实用新型提供的鱼形仿生救援器去除吻突部后的实施例的前视图；

图4为本实用新型提供的鱼形仿生救援器的实施例的后视图；

图5为本实用新型提供的鱼形仿生救援器的实施例的鱼尾部局部示意图；

图6为本实用新型提供的防水舵机的实施例的示意图；

图7为本实用新型提供的鱼形仿生救援器的电气配置实施例的方框示意图；

图8为本实用新型提供的鱼形仿生救援器的电气配置较佳实施例的方框示意图；

图9为本实用新型提供的鱼形仿生救援器的电气配置综合实施例的方框示意图。

附图标记说明：

1吻突部2鱼首部3躯干部4鱼尾部21出气口22磁扣

31压缩空气储气罐301背鳍302胸鳍41防水舵机42尾板

43运动关节410舵机本体411驱动齿轮轴412固定架

44连接框5图像采集装置

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型主要模拟的生物可以是目前海洋中游速最快的生物之一——旗鱼。如图1所示，旗鱼的外形结构以及运动特性主要可以提供如下几点仿生学启示：

1)修长躯干配合鱼首前端的锥形吻突能够有效地实现分水，提升游动速度；

2)在快速游动时依靠调整背鳍、胸鳍、臀鳍等鱼鳍结构的姿态，以减少阻力、平衡身躯、实现沉浮减速转向等作用；

3)鱼尾多自由度的摆动配合尾鳍扫水，形成主要的驱动力来源。

基于此，本实用新型针对前文提及的现有技术问题，提供了一种新型的鱼形仿生救援器的实施例，参考图2所示的示意图，具体可以包括依次连接的吻突部1、鱼首部2、躯干部3以及鱼尾部4。

吻突部1为锥形的中空腔体结构，其内部收纳有待充气的救援气袋(图中未示)。如旗鱼般的锥形吻突在救援器进行水下运动时可有效起到劈水作用，以提升救援器的前进效率，具体在实施时吻突部1的材料可选为但不限定有机玻璃，这里需指出的是，在实际操作中该吻突部1的前端(也即是锥顶)可进行钝化或防护处理，例如采用圆角结构而非真实旗鱼吻突的尖锐形态，或者在锥顶设置软胶或护套等装置，此处考虑的是由于该救援器需要游向待被施救的目标(简称待施救目标)，为了避免二次伤害，不建议采用真实吻突的尖锐形态。

所称救援气袋，顾名思义，这是本实用新型提供的鱼形仿生救援器实施救援的主要部件，也即是本实用新型提供的是浮力救援装置，因此本领域技术人员可以理解的是由充气后的气袋作为可漂浮物为待施救者提供免于沉于水中的保障，因此可以考虑的是，充气后的救援气袋可以形成气枕、气垫、气囊等形态，并且为了提升救援气袋的坚固性可采用硅胶材质，同时为了增加施救可靠性，还可以考虑将救援气袋设置为醒目的颜色，例如水用救援常用的亮橙色。

关于救援气袋的充气方式，可结合图3所示的去除吻突部1的示意图，所述救援气袋的充气口可以与设于所述鱼首部2的出气口21连接，且所述出气口21与贯穿所述鱼首部2以及所述躯干部3的充气管(图中未示)的一端连接，所述充气管的另一端则可以与设于所述躯干部3且靠近所述鱼尾部4的压缩空气储气罐31连接，充气管的选型可以是多样的，为了减轻重量降低成本可以选用常规的气用软管。

具体来说，在实际操作中所述救援气袋的充气口可以通过设于所述出气口21的多个磁扣22吸附连接，且在所述救援气袋的充充气口处还可以设有用于防止救援气袋充气后漏气的阀门，关于充气防漏气的技术实现已有多种现有技术可供借鉴参考，例如具有自动锁闭功能的轮胎的充气嘴结构或者是依靠人工操作的手动阀门结构，对此本实用新型不作限定。而且还需说明的是，救援气袋充满后既可以由待施救者人工操作手动阀门进行防漏气锁闭并手动将救援气袋从鱼首部2的出气口21取下，也可以依靠自动防漏的阀门以及膨胀后救援气袋的顶推力，使救援气袋从鱼首部2的出气口21自行脱离。

接续前文，在所述躯干部3靠近鱼尾部4的位置可以设置两个储存二氧化碳等压缩气体的高压气罐(结合图4示出的压缩空气储气罐31)，该高压气罐为充气气源可预先备有足量气体，当相应的阀门被触发动作时，压缩二氧化碳气体经由贯穿躯干部3及鱼首部2的软管从所述出气口21处喷出，充满整个救援气袋。此处还需指出，实际操作中对于躯干部3与鱼尾部4的定义并非仅限于此，换言之，在其他实施例图示中设置有压缩空气储气罐31的腔体部分可认为属于鱼尾部4，而非躯干部3，对此命名并无严格限定。

接着，由前文说明可知，收纳于中空的吻突部1的救援气袋是未充气形态，那么为了确保救援气袋被有效地充气，还应当考虑吻突部1与鱼首部2连接和脱离的实现方式。对此，本实用新型给出如下三种实施参考：

实施例(1)，所述吻突部1与所述鱼首部2之间通过螺接机构连接，该实施方式需要待施救者手动将吻突部1从鱼首部2拧下。

实施例(2)，或者较佳地，可以设置与所述吻突部1的中空腔体连通的抽气装置，所述抽气装置的作用是使所述吻突部1内形成负压并以此与所述鱼首部2依靠外界压力吸附连接；该实施方式可通过消除负压的方式使吻突部1与鱼首部2分离，例如使抽气装置反向提供正压，或者依靠膨胀的救援气袋的顶推力克服由负压产生的吸附压力。

实施例(3)，或者更佳地，在所述吻突部1与所述鱼首部2之间设置电磁装置，该电磁装置使所述吻突部1与所述鱼首部2依靠磁力连接或者分离。关于电磁装置的具体实现方式，将在后文介绍电气控制的部分进行举例说明，此处暂不赘述。

关于前述鱼首部2，在实施时可以采用诸如聚烯烃材料注压形成较薄的半球形壳体，其具有相对密度小、耐水性佳的特点，同时也可以满足机械强度和电绝缘性的需求，至于优选采用半球形壳体的结构后文将以一种实施方式进行具体说明，此处同样暂不赘述。但需要说明的是，由于本实用新型是模拟旗鱼(或相似鱼类)的水下救援器，因此本领域技术人员可以理解，无论鱼首部2还是其他部位(包括各部位之间的连接处)，必然均具备密封设置，例如材质防水、连接处设有密封装置等，对此可参考多种现有的水下设备进行相应设置。

关于躯干部3，如图2～图4中示出，出于模拟旗鱼的目的，其上可设有鱼鳍结构，所述鱼鳍结构在本实用新型中可包括一个背鳍301和两个胸鳍302，并且三个鱼鳍之间呈预置角度布局(例如各鱼鳍间隔120度；或者每个胸鳍与背鳍之间角度一致，但两个胸鳍之间的间隔角度相对较小等)。鱼鳍可采用PVC材料制成，使其完全具备防水特性，且拥有良好的低温柔软性，同时强度高、拉力强、质量轻。如仿生学启示，背鳍301与胸鳍302共同作用可以起到平衡身姿、控制沉浮、转向以及减速作用，具体的电控方式将在后文中说明。还需指出的是，其一、鱼鳍结构的数量并不限于上述，例如还可以设置臀鳍，也可以将背鳍拆分为前背鳍和后背鳍等；其二、鱼鳍命名仅为参考，例如此处的胸鳍在某些场景中还可称作腹鳍。

关于鱼尾部4，如图2、图4以及图5所示的多关节仿脊椎的设计，可包括多个防水舵机41和一个尾板42，并且多个防水舵机41之间以及最后一个防水舵机41与尾板42之间分别可通过运动关节43连接，并且靠近躯干部3的防水舵机41可以直接与躯干部3的末端固定连接，实现鱼尾部与躯干部的机械连接。其中，防水舵机41用于驱使依靠运动关节相连的各部件(包括后续的防水舵机以及尾板)模拟真实鱼尾的“交替式”S向摆动，以实现划水前进。此外需指出，如前文所述，对于鱼尾部和躯干部的名称界定并无严格限制，在其他实施方式中，所称鱼尾部可以包含配置有高压气罐的腔体，因此在该实施方式中，鱼尾部与躯干部的机械连接可以通过沿躯干中心的花键轴相连，对此可结合实际进行针对性设置，本实用新型不作限定。

关于运动关节43与防水舵机41的连接方式，结合图5、图6所示，本实用新型给出一种较佳的实施参考。在该较佳方案中多关节仿脊椎的组成结构可以包括：舵机本体410、驱动齿轮轴411、固设于舵机本体410上的固定架412、运动关节43以及连接框44。每一台防水舵机41均在自身的固定架412上固定安装一个连接框44，并且每一台防水舵机41均在自身的驱动齿轮轴411上连接有运动关节43。在将多个舵机连接为鱼尾部时，只需将当前的防水舵机41的连接框44与在前的防水舵机41上的运动关节43相连，便完成了多台防水舵机41的连接；当然可以理解的是，靠近躯干部的第一台防水舵机41可通过其连接框44与躯干部末端固定连接，而前述尾板42则可以与最后一个防水舵机41上的运动关节43固定连接。由此设置方式即可实现模拟鱼尾划水时的传递式交替摆动动作。这里还可补充两点，其一、从广义而言，本实用新型提供的鱼形仿生救援器可以理解是一种仿生机器人(机器鱼)，因此机器人领域中的运动控制产品均可为舵机选型提供参考，例如RB897DMG等；其二、防水舵机41无疑是电控设备，因此通常还包含导线、插接端口等元件，但在上述实施例及附图中并未示出这些常规元件，在实际操作中则可考虑利用防水套管、扎线带、密封胶等形式对这些电气元件进行常规选配、连接、布置等。

下面将对本实用新型提供的鱼形仿生救援器的电气控制进行说明，需先指出，对于常规的电气相关配置可借鉴现有技术，例如供电源、启动开关等，此处主要说明本实用新型的创新改进之处。结合前文介绍的本实用新型的结构特点，如图7所示，该鱼形仿生救援器还包括内置的主控单元、无线信号收发模块、用于分别控制各鱼鳍的第一电机、设于所述鱼尾部与所述躯干部之间第二电机、电控充气组件。

前文已经提及，本救援器可以认为是一种水下仿生机器人，因此结合机器人领域的现有技术可知，该鱼形仿生救援器可以通过所述无线信号收发模块获取到并向所述主控单元发送由人工操纵的远程遥控指令，即为了保证水下救援有效开展，优选由人工控制该救援器的部分动作，例如，人工可将该仿生救援器放于水中，开启电源后利用遥控设备下达游动方位和初始游速的指令至该救援器的主控单元；之后，所述主控单元便通过所述第一电机控制各鱼鳍转动，以调整自身平衡和沉浮，并通过所述第二电机控制整个所述鱼尾部相对所述躯干部旋转，以及通过所述防水舵机控制所述鱼尾部执行横向摆动，由此可以实现该鱼形仿生救援器向目标游动。

这里需补充的是，在该电气控制示例中提及了在所述鱼尾部与所述躯干部之间设置第二电机，其同样是来自于鱼类的仿生学启示，虽然防水舵机可以实现关节之间的横扫的摆动动作(通常舵机摆角可达120度)，但为了提供更多身姿自由度以保证前进动力，借由在鱼尾部与躯干部之间设置第二电机以实现鱼尾部可顺时针和逆时针的相对躯干部旋转(例如设定顺时针和逆时针皆30度的转动角)，那么依靠第二电机交替往复的转动，便可模拟出鱼类游动时的“摆臀”动作，同时再与尾部横扫摆动相结合，即在多个参考面上实现多自由度的整体运动控制，由此能够大幅提升救援器的游动速度以及运动稳定性。而所称第二电机则可以设置在前文提及的躯干部末端(或在其他实施例中的鱼尾部)的腔体里，即可以理解为“鱼臀”的位置。

接续前文，为了实现救援时的充气动作，则还可以包括相应于前述充气气路的电控充气组件，由主控单元通过该电控充气组件控制前述压缩空气储气罐向所述救援气袋充气。在实际操作中，电控充气组件可以选用诸如触发按钮、气路上的电控阀门、吻突脱落传感器等常规配置，例如在手动充气实施方案中，可设置与主控单元电信号连接的触发按钮，使电控阀门开启，压缩空气射至气袋内；或者在自动充气方案中由吻突脱落传感器发送吻突分离信号至主控单元，主控单元输出控制电平使电控阀门开启。对此，可结合实际情况进行不同设置，本实用新型仅提供参考不作限定。但需要补充的是，前文提及了一种吻突部与鱼首部依靠抽气装置实现连接或分离的方案，因此在该实施方式中，所述电控充气组件是一个综合的气路控制系统，其还可以涵盖与所述吻突部的中空腔体连通的抽气装置，主控单元则可以控制所述电控充气组件的抽气装置实现抽负压动作，同时可进一步借由所述电控充气组件向吻突内充气实现抵消负压并使吻突部与鱼首部脱离的操作。

此外，还可以如图7中示出的选配与主控单元电信号连接的定位装置，例如GPS定位模块，可以实时获知该救援器的地理坐标信息，一方面便于人工监控，另一方面也可以根据待施救者的方位，预先为救援器设置游动目的地。

基于上述实施方式，本实用新型进一步提供了一个具体的电气实施参考，如图8所示，在该较佳实施例中采用前文提及的三鳍结构，并且提供了至少如下两点改进，其一、针对前文提及的电磁装置，提供了吻突部与鱼首部连接和分离的另一种电控解决方案；其二、从用主从式运动控制。

(一)电磁装置的设置给出如下两种参考示例：

实施例(1)，所述电磁装置可以包括设于所述吻突部的采用铁磁性材质的插孔，以及设于所述鱼首部的与所述插孔配合的电磁铁插针，所述主控单元用于控制所述电磁装置(电磁铁插针)得电、失电，以此实现吻突部与鱼首部磁吸附及分离操作，当然，本领域技术人员可知所称插孔和插针可以相应设置在吻突部末端外环以及对应的鱼首部与吻突部连接端上。

实施例(2)，所述电磁装置可以包括设于所述吻突部的插孔、设于所述鱼首部的采用铁磁性材质的插针，以及设于所述插针后部的用于使插针缩回的电磁铁，所述主控单元还用于控制所述电磁装置(电磁铁)得电、失电；这样，在电磁铁失电状态下，所述插针为伸出状态(进一步可以考虑设置为弹簧插针，即依靠弹力实现伸出和缩回)并与所述插孔配合，使所述吻突部与所述鱼首部连接；而在电磁铁得电状态下，所述插针被所述电磁铁吸附回收，便使所述吻突部与所述鱼首部分离。

(二)主从式结构的运动控制：

此处，所述主控单元可以选用多种机器人领域中常用的MCU，诸如STM32单片机作为主运动控制(Master)，同时还包括了从属的STM32单片机作为运动控制的从控单元(Slave)。其中，可根据需要配置为主STM32除了处理无线信号、定位信号、气路及电磁装置等上述控制，还需对鱼鳍运动进行控制，本示例中具体采用了电机驱动芯片L293D与相应的第一电机组合为各鱼鳍结构的执行部件，但这仅为一种实施参考而非限定。

而作为主要前进动力的臀、尾运动控制，则经由从STM32实现。具体是由从STM32分别对第二电机与各防水舵机进行独立控制，这里同样采用电机驱动芯片L293D与相应电机结合的参考示例。

综合上述实施例及各优选方案，本实用新型进一步考虑到作为水用的救援器，由于其应用场景的特定性，更佳地是该鱼形仿生救援器不仅可以提供“救援”动作(向待施救者提供充气的气袋)，或还可以在开阔的水域中展开待施救者的“搜寻”动作，因此结合前文所述的电气控制示例，提出所述鱼形仿生救援器还可以包括与所述主控单元电信号连接的目标检测装置，所述目标检测装置用于探测待施救目标的位置，并将目标位置信号发送至所述主控单元。关于所述目标检测装置的具体实施方案，可进一步结合图9示出的两种方式，其一、主要由设于鱼首部的透镜以及热释电红外探测器构成的目标检测装置；其二、主要由设于前述鱼鳍结构处的图像采集装置5(结合图3结构示意图)以及图像处理模块构成的目标检测装置。

再对该两种实施方式展开说明前，需指出的是二者既可以如图9中共同配置，也可以在其他实施方式中分别单独配置，对此本实用新型不作限定。

关于第一实施例：

当救援器到达带施救水域附近时，如果待施救目标是人或动物等，由于热力作用待施救者自身会发出红外信号，于是，所述热释电红外探测器便可以通过所述透镜进行聚焦以探测由待施救目标发出的红外信号，并将该红外信号转换为电信号输出至所述主控单元。具体地，热释电红外探测器可输出相应的脉冲信号，而脉冲信号经放大和滤波处理后，可进一步由电压比较器将其与基准值进行比较，根据电信号的强弱便可以估计出待施救目标的具体方位和距离。同时，前文所述的各电机的运动控制也可于该目标信号相关联，例如调整角度、速度等，对此可借鉴现有的基于光信号的目标检测技术，此非本实用新型的重点。

在此基础上更为优选地，可在所述鱼首部形成半球形的菲涅尔透镜结构。具体而言，所述鱼首部可采用高透光材质，并且所述鱼首部的外表面为光滑表面，而在所述鱼首部的内表面则刻录有多个同心圆纹理，同心圆纹理可根据光的干涉及扰射，并结合热释电红外探测器的探测灵敏度以及设置的接收角度进行设计，由此便构成了“菲涅尔透镜”，这样可以提升汇聚光信号的效果。

关于第二实施例：

图像识别技术已较为成熟，因此可以在所述鱼鳍结构处设置防水的微型摄像头的方式，实施时可模拟鱼眼布置在两侧，更佳地则可以按上述提及的将图像采集装置布置在鱼鳍结构上，这样不但可以全面覆盖360度，而且随着鱼鳍动作，还可实现更大范围的搜索。

前述图像处理模块分别与所述图像采集装置和所述主控单元电信号连接，其用于依据预置的算法实现目标识别检测，例如可采用基于ARM+FPGA架构的ZYNQ芯片予以实现。同样地，救援器可以根据图像识别信号自行进行运动控制的调整，或者还可以与前述无线信号收发模块配合，将图像信号发至远端，用于人工实时监测并协助搜寻，对此可借鉴现有的基于图像信号的目标检测技术，此非本实用新型的重点。

最后需要补充的是，虽然显而易见地，该鱼形仿生救援器整体必然具备防水性能，但为了提升电气安全，在一个优选方案中，还可以在所述鱼首部和所述躯干部分别设置用于安放上述电气设备的独立的防水仓。防水仓具体的数量、结构和位置均不限定，其只要起到进一步提升防水保护即可。

综上所述，本实用新型提供的鱼形仿生救援器，通过模拟旗鱼的仿生特性以此减小救援器在水中前进时受到的流体阻力，提升救援器的游动速度和灵活性，并通过向救援气袋充气后形成的漂浮物以向待施救目标提供有效的救援。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，但以上仅为本实用新型的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本实用新型的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种鱼形仿生救援器，其特征在于，包括依次连接的吻突部、鱼首部、躯干部以及鱼尾部；

所述吻突部为锥形的中空腔体结构，且内部收纳有待充气的救援气袋；

所述救援气袋的充气口与设于所述鱼首部的出气口连接，且所述出气口与贯穿所述鱼首部以及所述躯干部的充气管的一端连接，所述充气管的另一端与设于所述躯干部且靠近所述鱼尾部的压缩空气储气罐连接；

所述躯干部上设有鱼鳍结构，所述鱼鳍结构至少包括一个背鳍和两个胸鳍，且三个鱼鳍之间呈预置角度布局；

所述鱼尾部包括多个防水舵机和一个尾板，且多个防水舵机之间以及最后一个防水舵机与尾板之间分别通过运动关节连接；

所述鱼形仿生救援器还包括内置的主控单元、无线信号收发模块、用于分别控制各鱼鳍的第一电机、设于所述鱼尾部与所述躯干部之间第二电机、电控充气组件；

所述无线信号收发模块用于获取并向所述主控单元发送远程的遥控指令；

所述主控单元用于通过所述第一电机控制鱼鳍转动，通过所述第二电机控制整个所述鱼尾部相对所述躯干部旋转，通过所述防水舵机控制所述鱼尾部执行横向摆动，通过所述电控充气组件控制所述压缩空气储气罐向所述救援气袋充气。

2.根据权利要求1所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，

所述吻突部与所述鱼首部之间通过螺接机构连接；

或者

所述电控充气组件还包括与所述吻突部的中空腔体连通的抽气装置，所述抽气装置用于使所述吻突部内形成负压并与所述鱼首部吸附连接；

或者

在所述吻突部与所述鱼首部之间设置电磁装置，所述电磁装置用于使所述吻突部与所述鱼首部依靠磁力连接或者分离。

3.根据权利要求2所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，

所述电磁装置包括设于所述吻突部的采用铁磁性材质的插孔，以及设于所述鱼首部的与所述插孔配合的电磁铁插针，所述主控单元还用于控制所述电磁铁插针得电、失电；

或者

所述电磁装置包括设于所述吻突部的插孔、设于所述鱼首部的采用铁磁性材质的插针，以及设于所述插针后部的用于使插针缩回的电磁铁，所述主控单元还用于控制所述电磁铁得电、失电；且在电磁铁失电状态下，所述插针为伸出状态并与所述插孔配合，使所述吻突部与所述鱼首部连接；在电磁铁得电状态下，所述插针被所述电磁铁吸附回收，使所述吻突部与所述鱼首部分离。

4.根据权利要求1所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，所述救援气袋的充气口通过设于所述出气口的多个磁扣连接，且在所述充气口处设有用于防止所述救援气袋漏气的阀门。

5.根据权利要求1所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，所述鱼形仿生救援器还包括与所述主控单元电信号连接的目标检测装置；

所述目标检测装置用于探测待施救目标的位置，并将目标位置信号发送至所述主控单元。

6.根据权利要求5所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，所述目标检测装置包括：设于所述鱼首部的透镜以及热释电红外探测器；

所述热释电红外探测器通过所述透镜探测由待施救目标发出的红外信号，并将所述红外信号转换为电信号输出至所述主控单元。

7.根据权利要求6所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，所述鱼首部为半球形的菲涅尔透镜结构；

所述鱼首部采用透光材质，且所述鱼首部的外表面为光滑面，在所述鱼首部的内表面刻录有多个同心圆。

8.根据权利要求5所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，所述目标检测装置包括：设于所述鱼鳍结构处的图像采集装置，以及分别与所述图像采集装置和所述主控单元电信号连接的图像处理模块。

9.根据权利要求1所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，所述鱼形仿生救援器还包括与所述主控单元电信号连接的从控单元；

所述主控单元通过所述从控单元驱动所述防水舵机以及所述第二电机运转。

10.根据权利要求1～9任一项所述的鱼形仿生救援器，其特征在于，在所述鱼首部和所述躯干部分别设有用于放置电气部件的独立防水仓。

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