CN211417562U - 一种基于拉线结构的仿生机器鱼 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于拉线结构的仿生机器鱼，属于仿生机器鱼技术领域，主要解决的是现有仿生机器鱼控制复杂、功耗高的技术问题，所述机器鱼包括依次连接的头部、腰部、尾鳍，头部包括支撑架，支撑架上方设有转盘，上壳体两侧设有胸鳍，支撑架上设有连接转盘的第一驱动机构、连接胸鳍的第二驱动机构及电性连接第一驱动机构、第二驱动机构的主控板，腰部包括多个依次铰接相连的中间骨骼，支撑架设有与第一个中间骨骼铰接的连接架，尾鳍设有与最后一个中间骨骼铰接的连接骨骼，转盘外围卷绕有两根拉线，两根拉线分别依次穿过连接架两侧、中间骨骼两侧并与连接骨骼两侧固定连接。本实用新型结构简单、功耗低。
Description
技术领域
本实用新型涉及仿生机器鱼技术领域，更具体地说，它涉及一种基于拉线结构的仿生机器鱼。
背景技术
目前的水面或者水下航行器，例如船舶、潜艇和其他水下航行器，都是利用螺旋桨来推进的，能否利用鱼类的游动原理做出比具有螺旋桨推进更快和噪声更低的水下推行器，突破当今比较单一的运输方式和水下推进方式已成为一个热门研究课题。鱼类在水中运动时，其速度或效率一方面可能不是最优的，但其整体综合性能却是接近最优。正是鱼类在水中运动的完美性，吸引越来越多的学者研究鱼类的运动机理。目前大部分机器鱼采用多关节串联驱动方式，即一个电机驱动一个关节，通过控制每个电机的运动来控制每节鱼体的摆动角度和速度，以此来拟合鱼的游动身体曲线。这种方法已经很接近鱼类游动时的体态，但是这种方法对电机的同步性要求较高，同时随着关节数增多控制起来也比较复杂，功耗较高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种控制简单、功耗低的基于拉线结构的仿生机器鱼。
本实用新型的技术方案是：一种基于拉线结构的仿生机器鱼，包括依次连接的头部、腰部、尾鳍，所述头部包括支撑架和将所述支撑架包裹的上壳体、下壳体，所述支撑架上方设有水平布置的转盘，所述上壳体两侧分别设有胸鳍，所述支撑架上分别设有连接所述转盘的第一驱动机构、连接所述胸鳍的第二驱动机构，所述转盘上方的支撑架上设有电性连接所述第一驱动机构、第二驱动机构的主控板，所述腰部包括多个依次铰接相连的中间骨骼，所述支撑架设有与第一个中间骨骼铰接的连接架，所述尾鳍设有与最后一个中间骨骼铰接的连接骨骼，所述转盘外围两侧分别卷绕有一根拉线，两根所述拉线的一端均固定连接所述转盘，两根所述拉线的另一端依次穿过所述连接架两侧、中间骨骼两侧并与所述连接骨骼两侧固定连接。
作为进一步地改进，所述连接架上端设有连接所述中间骨骼上端、连接骨骼上端的上弹性板，相应的，所述连接架下端设有连接所述中间骨骼下端、连接骨骼下端的下弹性板。
进一步地，所述支撑架上设有用于安装所述主控板的密封防水盒。
进一步地，所述密封防水盒上设有连接所述主控板的开关。
进一步地，所述主控板集成有无线通讯模块、陀螺仪姿态传感器。
进一步地，所述尾鳍为柔性材料制成。
进一步地，所述上壳体与下壳体的连接处、上壳体与连接架的连接处、下壳体与连接架的连接处均设有密封胶。
进一步地，所述第一驱动机构、第二驱动机构均为直流电机，其中，所述第二驱动机构通过齿轮组件与所述胸鳍连接。
有益效果
本实用新型与现有技术相比，具有的优点为：
1.本实用新型通过在头部设置转盘，在转盘外围两侧分别卷绕有一根拉线，两根拉线依次穿过连接架两侧、中间骨骼两侧并与连接骨骼两侧固定连接，通过第一驱动机构驱动转盘旋转使转盘两侧的拉线此消彼长，实现了机器鱼的高效率、高游速的特性，与传统技术相比，本实用新型结构简单，控制方便，由于减少了驱动电机，功耗低。
2.本实用新型通过在上壳体两侧分别设有胸鳍，通过第二驱动机构驱动胸鳍上下旋转，可以方便调节机器鱼的下潜与上浮。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中头部的结构示意图；
图3为本实用新型中中间骨骼的主视结构示意图；
图4为本实用新型中中间骨骼的左视结构示意图；
图5为本实用新型中中间骨骼的俯视结构示意图；
图6为本实用新型中中间骨骼的立体结构示意图；
图7为本实用新型中连接骨骼的主视结构示意图；
图8为本实用新型中连接骨骼的左视结构示意图；
图9为本实用新型中连接骨骼的俯视结构示意图；
图10为本实用新型中连接骨骼的立体结构示意图。
其中：1-头部、2-腰部、3-尾鳍、4-支撑架、5-上壳体、6-下壳体、7-转盘、8-胸鳍、9-第一驱动机构、10-第二驱动机构、11-主控板、12-中间骨骼、13-连接架、14-连接骨骼、15-拉线、16-上弹性板、17-下弹性板、18-密封防水盒、19-开关、20-第一安装槽、21-第二安装槽。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
参阅图1-10，一种基于拉线结构的仿生机器鱼，包括依次连接的头部1、腰部2、尾鳍3。头部1包括支撑架4和将支撑架4包裹的上壳体5、下壳体6，支撑架4上方设有水平布置的转盘7，上壳体5两侧分别设有胸鳍8，支撑架4上分别设有连接转盘7的第一驱动机构9、连接胸鳍8的第二驱动机构10，转盘7上方的支撑架4上设有电性连接第一驱动机构9、第二驱动机构10的主控板11，腰部2包括多个依次铰接相连的中间骨骼12，支撑架4设有与第一个中间骨骼12铰接的连接架13，尾鳍3设有与最后一个中间骨骼12铰接的连接骨骼14，转盘7外围两侧分别卷绕有一根拉线15，两根拉线15的一端均固定连接转盘7，两根拉线15的另一端依次穿过连接架13两侧、中间骨骼12两侧并与连接骨骼14两侧固定连接。作为优选，拉线15为金属线。腰部2还包括将中间骨骼12包裹的防水层，防水层的两端分别与头部1、尾鳍3密封连接。
在本实施例中，连接架13上端设有连接中间骨骼12上端、连接骨骼14上端的上弹性板16，相应的，连接架13下端设有连接中间骨骼12下端、连接骨骼14下端的下弹性板17，连接架13上设有用于连接上弹性板16、下弹性板17的连接块，中间骨骼12设有用于连接上弹性板16、下弹性板17的第一安装槽20，连接骨骼14设有用于连接上弹性板16、下弹性板17的第二安装槽21，连接架13、中间骨骼12、连接骨骼14通过螺栓锁紧上弹性板16、下弹性板17。作为优选，上弹性板16、下弹性板17为弹簧钢片。上弹性板16、下弹性板17可以提高机器鱼整体的工作稳定性。
支撑架4上设有用于安装主控板11的密封防水盒18，密封防水盒18内设有电性连接主控板11的电池，密封防水盒18上设有连接主控板11的开关19，主控板11集成有无线通讯模块、陀螺仪姿态传感器。
尾鳍3为柔性材料制成，尾鳍3可以通过硅胶浇注成型并在其中加入碳棒，使其仿生更加贴切符合真实的鱼类。
上壳体5与下壳体6的连接处、上壳体5与连接架13的连接处、下壳体6与连接架13的连接处均设有密封胶。第一驱动机构9、第二驱动机构10均为直流电机，其中，第二驱动机构10通过齿轮组件与胸鳍8连接。
本实用新型通过在头部设置转盘，在转盘外围两侧分别卷绕有一根拉线，两根拉线依次穿过连接架两侧、中间骨骼两侧并与连接骨骼两侧固定连接，通过第一驱动机构驱动转盘旋转使转盘两侧的拉线此消彼长，使中间骨骼向一侧弯曲，传递到尾鳍产生往复的摆动使机器鱼向前推进，实现了机器鱼的高效率、高游速的特性，与传统技术相比，本实用新型结构简单，控制方便，由于减少了驱动电机，功耗低。通过在上壳体两侧分别设有胸鳍，通过第二驱动机构驱动胸鳍上下旋转，可以方便调节机器鱼的下潜与上浮。
本实用新型的仿生机器鱼重量轻、体积小、结构设计简洁紧凑有利于实现机器鱼的高速游动和高机动性，整体性能在游动效率和游动速率方面优于常规机器鱼。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
Claims (8)
1.一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，包括依次连接的头部(1)、腰部(2)、尾鳍(3)，所述头部(1)包括支撑架(4)和将所述支撑架(4)包裹的上壳体(5)、下壳体(6)，所述支撑架(4)上方设有水平布置的转盘(7)，所述上壳体(5)两侧分别设有胸鳍(8)，所述支撑架(4)上分别设有连接所述转盘(7)的第一驱动机构(9)、连接所述胸鳍(8)的第二驱动机构(10)，所述转盘(7)上方的支撑架(4)上设有电性连接所述第一驱动机构(9)、第二驱动机构(10)的主控板(11)，所述腰部(2)包括多个依次铰接相连的中间骨骼(12)，所述支撑架(4)设有与第一个中间骨骼(12)铰接的连接架(13)，所述尾鳍(3)设有与最后一个中间骨骼(12)铰接的连接骨骼(14)，所述转盘(7)外围两侧分别卷绕有一根拉线(15)，两根所述拉线(15)的一端均固定连接所述转盘(7)，两根所述拉线(15)的另一端依次穿过所述连接架(13)两侧、中间骨骼(12)两侧并与所述连接骨骼(14)两侧固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，所述连接架(13)上端设有连接所述中间骨骼(12)上端、连接骨骼(14)上端的上弹性板(16)，相应的，所述连接架(13)下端设有连接所述中间骨骼(12)下端、连接骨骼(14)下端的下弹性板(17)。
3.根据权利要求1所述的一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，所述支撑架(4)上设有用于安装所述主控板(11)的密封防水盒(18)。
4.根据权利要求3所述的一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，所述密封防水盒(18)上设有连接所述主控板(11)的开关(19)。
5.根据权利要求1所述的一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，所述主控板(11)集成有无线通讯模块、陀螺仪姿态传感器。
6.根据权利要求1所述的一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，所述尾鳍(3)为柔性材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，所述上壳体(5)与下壳体(6)的连接处、上壳体(5)与连接架(13)的连接处、下壳体(6)与连接架(13)的连接处均设有密封胶。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于拉线结构的仿生机器鱼，其特征在于，所述第一驱动机构(9)、第二驱动机构(10)均为直流电机，其中，所述第二驱动机构(10)通过齿轮组件与所述胸鳍(8)连接。
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| CN201922233478.XU CN211417562U (zh) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | 一种基于拉线结构的仿生机器鱼 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114604403A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-06-10 | 中国科学院自动化研究所 | 仿生鱼驱动结构 |
| CN115071919A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-20 | 华南理工大学 | 一种基于梁理论的柔性仿生机器鱼及其设计方法 |
| WO2023070690A1 (zh) * | 2021-11-01 | 2023-05-04 | 上海智能制造功能平台有限公司 | 一种仿生鲸鱼的悬浮飞行器及其控制方法 |
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2019
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Cited By (4)
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