CN212797270U - 一种仿生柔性机械黄鳝 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿生柔性机械黄鳝，包括黄鳝本体，所述黄鳝本体包括黄鳝头部、黄鳝躯干、柔性尾部，所述黄鳝头部设有黄鳝眼睛、黄鳝嘴部，所述黄鳝眼睛由水下照明灯构成，所述黄鳝嘴部装有水下摄像头，所述黄鳝头部和黄鳝躯干通过结构支撑连接，所述黄鳝躯干由若干动力驱动组成，通过动力驱动有序地垂直放置来进行左右、上升下潜及复合运动，所述黄鳝躯干通过结构支撑连接柔性尾部，所述黄鳝躯干通过动力驱动的驱动带动柔性尾部摆动。本实用新型具备机动性强，节能驱动，推进效率高，噪音小，流体扰动小等优点，高度仿生的特点，具备良好的伪装性，更能符合水产养殖黄鳝的需求，同时减少一定的人力成本和潜在危险，提高养殖效率。

Description

一种仿生柔性机械黄鳝

技术领域

本实用新型实施例涉及人工智能机器鱼领域，特别涉及一种仿生柔性机械黄鳝，涉及智慧牧渔中的智能养殖，主要与水下视觉传输和柔性机械控制运动相关。

背景技术

近年来，随着海洋资源的开发，水下智慧牧渔的需求也越来越高，因此，柔性仿生机器鱼对于水下智慧牧渔来说是搭载人工智能设计、实现精准养殖和释放人力的途径之一。仿生机器鱼研究以来，多数机器鱼选择电动机作为驱动器，通过电动机驱动刚性结构控制样机摆动。目前，仿生机器鱼为了实现鱼类的柔性弯曲摆动，通过推进器带动并列鳍条形成鳐科模式推进动作。在模仿鳗鲡式游动的仿生机器鱼中，国内外均有研究和样机，例如美国研制的机器七鳃鳗利用电流加热10条TiNi形状记忆合金丝作为制动器。通过模拟真实鱼类的游动方式及采用柔性材料达到高度仿生的效果，达到良好的伪装性。

黄鳝是一种食用和药用价值都很高的经济鱼类，作为国内外市场上十分畅销的水产养殖名优品种，它具有生长速度快、投资小、产量高、收益快等优点，水下仿生柔性机械黄鳝的环境共融性能够利用人工智能帮助黄鳝养殖者在水下观测养殖情况，同时不惊扰真实黄鳝的生活状态和周边环境，提高精准养殖程度。

目前，传统的水下航行器采用电机和螺旋桨驱动，存在体积大、噪音高、机动性差、灵活性低等缺陷。在水下仿生领域，仿生机器鱼多数采用多连杆结构，由于关节数目的限制和材料的柔性不足，机器鱼的游动效果与真实鱼类还存在较大的差距，扰动性较大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种仿生柔性机械黄鳝，具备机动性强，节能驱动，推进效率高，噪音小，流体扰动小等优点，更能符合水产养殖黄鳝的需求，有助于相关人员观测黄鳝养殖情况，提高养殖效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种仿生柔性机械黄鳝，包括黄鳝本体，所述黄鳝本体包括黄鳝头部、黄鳝躯干、柔性尾部，所述黄鳝头部设有黄鳝眼睛、黄鳝嘴部，该黄鳝眼睛由水下照明灯构成，可在水下发光，所述黄鳝嘴部装有水下摄像头，所述黄鳝头部和黄鳝躯干通过结构支撑连接，所述黄鳝躯干由若干动力驱动组成，通过动力驱动有序地垂直放置来进行前进左右、上升下潜及复合运动，所述黄鳝躯干通过支撑连接柔性尾部，所述黄鳝躯干通过动力驱动带动柔性尾部摆动。

进一步，所述黄鳝躯干由至少六个动力驱动依次连接而成，所述动力驱动分别由结构支撑连接，所述结构支撑由长结构支撑和短结构支撑安装连接而成。

进一步，所述黄鳝躯干的前三个动力驱动方向一致，后三个动力驱动方向一致，前三个动力驱动与后三个动力驱动正交连接，分别进行左右、上下和复合摆动。

进一步，所述黄鳝躯干，在所述动力驱动和结构支撑之间放置浮体材料，该浮体形状为椭圆柱形，从头部到尾部横截面依次变小，形成较好地流线型，减少在水中阻力。

进一步，所述柔性尾部由柔性软体材料制成，柔性尾部的后部设计成扁平状，在摆动时能起到更大的推力，所述柔性尾部的长度大于黄鳝头部和黄鳝躯干的总长。

进一步，所述黄鳝躯干呈椭圆柱形，仿生软胶尾鳍为扁平状，头部尖长。

进一步，所述动力驱动中间设有圆柱形的电子舱，该电子舱内设有多路动力驱动控制板、主控微处理器、深度仪和电池。

进一步，所述多路动力驱动控制板的多路信号输出端分别与各个动力驱动的信号输入端电连接，主控微处理器与多路动力驱动控制板采用双向数据连接，主控微处理器的无线通讯端、动力驱动控制板的无线通讯端分别与多通道无线收发装置的信号端通讯连接，当仿生柔性机械黄鳝至水面上时，深度仪测得深度并启动无线通讯功能。

进一步，设有一电源，所述主控微处理器的电源端、多路动力驱动控制板的电源端和动力驱动的电源端分别与电源连接。

进一步，所述黄鳝眼睛包括两只，左右对称地设置在所述黄鳝头部上，可搭载水下照明灯进行夜间观察黄鳝养殖情况。

工作原理：本实用新型为一种仿生柔性机械黄鳝，主控微处理器的工作过程如下：当深度仪测得仿生柔性机械黄鳝位于水面上时，无线通讯功能启动。首先分两路同时分别处理：第一路接收水下摄像头的数据，并将数据存储于主控微处理器的存储器中，然后将数据通过多通道无线信号收发装置上传给上位机，再返回“接收水下摄像头的数据”；第二路进入接收遥控器发出指令；然后判断遥控器各类指令；所述的指令包括前进、上升、下潜、左转、右转、照明灯开关；向多路动力驱动控制板发出相应动作信号；相应动力驱动执行动作指令；本实用新型仿生柔性机械黄鳝只限于浅水区域作业，浅水区域通过多通道无线收发装置与上位机连接，接收无线信号，运用遥控控制其运动；有益效果：本实用新型设计的一种仿生柔性机械黄鳝具备机动性强，节能驱动，推进效率高，噪音小，流体扰动小等优点，高度仿生的特点具备良好的伪装性，能够通过水下摄像头真实还原黄鳝的生活环境，更能符合水产养殖黄鳝的需求，有助于相关人员观测黄鳝养殖情况，同时减少一定的人力成本和潜在危险，提高养殖效率。

附图说明

图1是本实用新型一种仿生柔性机械黄鳝一个实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例的黄鳝头部、黄鳝躯干结构示意图。

图3是本实用新型一个实施例的柔性尾部结构示意图。

图4是本实用新型一个实施例的动力驱动的长支撑结构示意图。

图5是本实用新型一个实施例的动力驱动的短支撑结构示意图。

图6为本实用新型一个实施例的海鳗躯干搭载浮体材料的结构示意图。

图7为本实用新型一个实施例的海鳗躯干蒙皮的结构示意图。

各符号代表：黄鳝头部1；黄鳝躯干2；柔性尾部3；黄鳝嘴部4；黄鳝眼睛5；动力驱动6；动力驱动支撑7；长支撑71；短支撑72。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、3所示，一种仿生柔性机械黄鳝，包括黄鳝本体，黄鳝本体包括黄鳝头部1、黄鳝躯干2、柔性尾部3，所述黄鳝躯干2外部蒙柔性软皮呈椭圆柱形，仿生软胶尾鳍为扁平状，头部尖长。所述黄鳝头部1设有黄鳝眼睛5、黄鳝嘴部4，所述黄鳝眼睛5包括两个，左右对称地设置在所述黄鳝头部1上，所述黄鳝眼睛5由水下照明灯构成，可在水下发光，所述黄鳝嘴部6装有水下摄像头，所述黄鳝头部1和黄鳝躯干2通过结构支撑连接。

所述黄鳝躯干2，在所述动力驱动5和支撑之间放置浮体材料，该浮体形状为椭圆柱形，从头部到尾部横截面依次变小，形成较好地流线型，减少在水中阻力。高度仿生性能够减少对真实黄鳝的惊扰，通过水下摄像头还原黄鳝的水下养殖情况，同时可吸引同类鱼群，达到批量化管理黄鳝的效果。

所述柔性尾部3可由仿生类人体硅胶、水凝胶等制成，柔性尾部3的后部设计成扁平状，在摆动时能起到更大的推力，所述柔性尾部3的长度大于黄鳝头部1和黄鳝躯干2的总长。

如图2、4、5所示，所述黄鳝躯干2由至少6个动力驱动6依次连接而成，所述动力驱动6由动力驱动支撑7组成，动力驱动支撑7由长支撑71和短支撑72安装连接而成。所述黄鳝躯干的前三个动力驱动方向一致，后三个动力驱动方向一致，前三个动力驱动与后三个动力驱动正交连接，分别进行左右和上下摆动。所述黄鳝躯干2通过结构支撑连接柔性尾部3，所述黄鳝躯干2通过动力驱动6的驱动带动柔性尾部3摆动。

所述动力驱动6中间设有圆柱形的电子舱，该电子舱内设有动力驱动控制板、主控微处理器、深度仪和电池。

所述多路动力驱动控制板的多路信号输出端分别与各个动力驱动的信号输入端电连接，主控微处理器与多路动力驱动控制板采用双向数据连接。主控微处理器的无线通讯端、多路动力驱动控制板的无线通讯端分别与多通道无线收发装置的信号端通讯连接，当仿生柔性机械黄鳝至水面上时，深度仪测得深度并启动无线通讯功能。

黄鳝本体包括电源，所述主控微处理器的电源端、多路动力驱动控制板的电源端和动力驱动的电源端分别与电源连接。

如图6所示，所述黄鳝的躯干可根据整体流线外形需求粘附浮体材料。如图7所示，所述黄鳝躯干整体可用软体材料蒙皮，保持外部形态特征且可在水中减小流体阻力。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种仿生柔性机械黄鳝，包括黄鳝本体，其特征在于，所述黄鳝本体包括黄鳝头部(1)、黄鳝躯干(2)、柔性尾部(3)，所述黄鳝头部(1)设有黄鳝眼睛(5)、黄鳝嘴部(4)，所述黄鳝头部(1)和黄鳝躯干(2)通过结构支撑(7)连接，所述黄鳝躯干(2)由若干动力驱动(6)组成，通过动力驱动(6)有序地正交放置来进行前进左右及上升下潜运动，所述黄鳝躯干(2)通过结构支撑(7)连接柔性尾部(3)，所述黄鳝躯干(2)通过动力驱动(6)带动柔性尾部(3)摆动，产生推进力。

2.根据权利要求1所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述黄鳝头部(1)包括黄鳝眼睛(5)和黄鳝嘴部(4)，所述黄鳝眼睛(5)可放置两个水下照明灯左右对称地设置在所述黄鳝头部(1)，所述黄鳝嘴部(4)放置水下摄像头，所述水下照明灯位于摄像头后，可防止摄像头产生过曝现象。

3.根据权利要求1所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述黄鳝躯干(2)由至少六个动力驱动(6)依次连接而成，所述动力驱动(6)由结构支撑(7)连接，所述结构支撑(7)由长支撑和短支撑安装连接而成，保证躯干前端产生足够的驱动力带动柔性尾部摆动。

4.根据权利要求2所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述黄鳝躯干的前三个动力驱动方向一致，后三个动力驱动方向一致，前三个动力驱动与后三个动力驱动正交连接，分别进行左右、上下摆动及复合摆动，所述动力驱动可提供180°-360°相位旋转动力，有利于机械黄鳝在三维空间自由运动。

5.根据权利要求1所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述黄鳝躯干(2)，在所述动力驱动(6)和结构支撑(7)之间放置浮体材料，该浮体形状为椭圆柱形，从头部到尾部横截面依次变小，形成流线型，减少在水中阻力。

6.根据权利要求1所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述黄鳝躯干(2)外部由柔体高弹性材料蒙皮呈椭圆柱形。

7.根据权利要求1或2所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述动力驱动(6)中间设有圆柱形的电子舱(8)，该电子舱(8)内设有动力驱动控制板、主控微处理器、深度仪和电池。

8.根据权利要求7所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述动力驱动控制板的多路信号输出端分别与各个动力驱动的信号输入端电连接，主控微处理器与动力控制板采用双向数据连接，主控微处理器的无线通讯端、动力驱动控制板的无线通讯端分别与多通道无线收发装置的信号端通讯连接，当仿生柔性机械黄鳝至水面上时，深度仪测得深度并启动无线通讯功能。

9.根据权利要求8所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，设有一电源，所述主控微处理器的电源端、动力驱动控制板的电源端和动力驱动的电源端分别与所述电源连接。

10.根据权利要求1所述的一种仿生柔性机械黄鳝，其特征是，所述柔性尾部(3)由柔体材料制成，柔性尾部(3)的后部设计成扁平状，所述柔性尾部(3)的长度大于黄鳝头部(1)和黄鳝躯干(2)的总长。

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