CN213008679U - 一种多模驱动仿生机器鱼 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水下机器人技术领域，且公开了一种多模驱动仿生机器鱼，包括耐压主体单元和外壳，所述外壳内部设置有耐压主体单元，所述耐压主体单元前端连接有浮力驱动单元，所述耐压主体单元下部设置有能源单元，所述外壳顶部焊接有固定背鳍，所述固定背鳍一侧连接有转动背鳍，所述外壳顶部中央设置有风帆驱动单元，本实用具有五种运动驱动模式，包括风帆驱动模式，浮力驱动模式，波浪能驱动模式，尾鳍摆动驱动模式和胸鳍摆动驱动模式，根据不同的海洋环境可切换不同的运动模式，续航能力强，机动性能高，环境适应性好。

Description

一种多模驱动仿生机器鱼

技术领域

本实用新型涉及水下机器人技术领域，具体为一种多模驱动仿生机器鱼。

背景技术

本实用新型涉及水下机器人技术领域，具体为一种多模驱动仿生机器鱼。

发明内容

（一）解决的技术问题

本实用新型提供了一种多模驱动仿生机器鱼，具有多种驱动方式，运行时阻力小，续航能力强，环境适应性好等一系列优点。该设备采用仿蝙蝠鱼外形设计，外壳为梭形，翼型为蝙蝠鱼翼型。该设备具有五种运动驱动模式，包括风帆驱动模式，浮力驱动模式，波浪能驱动模式，尾鳍摆动驱动模式，胸鳍摆动驱动模式，可根据任务需求自主切换不同的运动模式，具备较强的续航能力和较高的机动性能，环境适应性好。

（二）技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多模驱动仿生机器鱼，包括耐压主体单元和外壳，所述外壳内部设置有耐压主体单元，所述耐压主体单元前端连接有浮力驱动单元，所述耐压主体单元下部设置有能源单元，所述外壳（顶部焊接有固定背鳍，所述固定背鳍一侧连接有转动背鳍，所述外壳顶部中央设置有风帆驱动单元，所述外壳两侧均匀设置有联动胸鳍翼板，所述外壳顶部内侧设置有控制单元，所述外壳尾部连接有尾鳍驱动单元，所述外壳底部内侧设置有应急保护单元，所述的应急保护单元位于整机的重心下方。

优选的，所述外壳材料为PPS，总长度为1500mm，翼展1800mm，质量为30-36kg，其整体形状为蝙蝠鱼外形，所述外壳呈梭形，翼型为蝙蝠鱼的翼型。

优选的，所述转动背鳍与固定背鳍相邻，转动背鳍与固定背鳍均与外壳内的电机通过轴连接。

优选的，所述尾鳍驱动单元中的尾鳍为柔性体，尾鳍驱动单元与外壳内的曲柄摇杆机构连接。

优选的，所述联动胸鳍翼板有十块，外壳两侧各五块，呈对称分布，联动胸鳍翼板通过轴与耐压主体单元内的转动装置密封连接。联动胸鳍翼板均为水平时，相邻两块联动胸鳍翼板间距较小，五块联动胸鳍翼板可等效为完整水平翼板。

优选的，所述控制单元包括控制模块和导航通讯模块，集成在防水控制盒中。

优选的，所述风帆驱动单元采用折展机构设计。

（三）有益效果

本实用新型提供了一种多模驱动仿生机器鱼，具备以下有益效果：

该设备采用仿蝙蝠鱼设计，外壳为梭形，翼型为蝙蝠鱼翼型，具有机动方式灵活，阻力小，能源消耗少等优点。该设备具有五种运动驱动模式，包括风帆驱动模式，浮力驱动模式，波浪能驱动模式，尾鳍摆动驱动模式和胸鳍摆动驱动模式，根据不同的海洋环境可切换不同的运动模式，机动性能高，环境适应性好。

附图说明

图1为本实用新型风帆驱动模式下正视结构示意图；

图2为本实用新型风帆驱动模式下俯视结构示意图；

图3为本实用新型波浪能模式下正视结构示意图；

图4为本实用新型内部结构示意图。

图中：1、浮力驱动单元，2、耐压主体单元，3、固定背鳍，4、转动背鳍，5、风帆驱动单元，6、联动胸鳍翼板，7、控制单元，8、尾鳍，9、能源单元，10、外壳，11、应急保护单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案：一种多模驱动仿生机器鱼，包括风帆驱动模式，浮力驱动模式，波浪能驱动模式，尾鳍摆动驱动模式，胸鳍摆动驱动模式，外壳10内部设置有耐压主体单元2，耐压主体单元2可将联动胸鳍翼板的联动装置包覆，防止其浸在水中；耐压主体单元2前端连接有浮力驱动单元1，用于滑翔运动时调节浮力，耐压主体单元2下部设置有能源单元9，外壳10顶部焊接有固定背鳍3，固定背鳍3一侧连接有转动背鳍4，固定背鳍3内置天线，可以在背鳍露出水面时与操作者进行通讯。固定背鳍位于外壳的背部，还有保持该设备在运行时保持平衡的作用，转动背鳍4可以转动，用于控制该设备在滑翔时的前进方向。外壳10顶部中央设置有风帆驱动单元5，风帆驱动单元5中的风帆帆面的材料为麻织物，风帆的杆部材料为铝合金，在风帆的杆部设有小型旋转电机，可以使风帆在水平面内转动，以适应不同的风向。在非风帆模式时，风帆可以折叠至外壳内部，具有减少该设备在水中滑翔的阻力的作用。外壳10两侧均匀设置有联动胸鳍翼板6，联动胸鳍翼板6在外壳两侧各有五块，可在三种运动驱动模式下发挥作用：在浮力驱动模式下，五块联动胸鳍翼板均水平，可近似整体，在滑翔过程中产生向前的推力。在波浪能驱动模式下，当波浪的方向向下时，五块联动胸鳍翼板均转动到与水平方向呈70°夹角的位置，产生向前的推力；当波浪方向向下时，五块联动胸鳍翼板均转动到与水平方向呈-70°夹角的位置，产生向前的推力。在胸鳍摆动驱动模式下，胸鳍翼板在电机的驱动下上下摆动，产生向前的推力。在其他的滑翔模式下，十块联动胸鳍翼板均转动到水平方向的位置，具有到保持平衡的作用。外壳10顶部内侧设置有控制单元7，外壳10尾部连接有尾鳍驱动单元8，尾鳍驱动单元8中的尾鳍在水下定深航行时下摆动，产生向前的推力，其他模式下不会摆动。外壳10底部内侧设置有应急保护单元11，应急保护单元11位于整机的重心下方，出现应急状况时可释放重物上浮至水面进行通讯，应急保护单元11在该设备发生故障而无法上浮时，会释放重物，减轻该设备的重量，使该设备上浮。

进一步的，外壳10材料为PPS，总长度为1500mm，翼展1800mm，质量为30-36kg，其整体形状为蝙蝠鱼外形，外壳10呈梭形，翼型为蝙蝠鱼的翼型。

进一步的，转动背鳍4与固定背鳍3相邻，转动背鳍4与固定背鳍3均与外壳10内的电机通过轴连接。

进一步的，尾鳍驱动单元8中的尾鳍为柔性体，尾鳍驱动单元8与外壳10内的曲柄摇杆机构连接。

进一步的，联动胸鳍翼板6有十块，外壳10两侧各五块，呈对称分布，联动胸鳍翼板6通过轴与耐压主体单元2内的转动装置密封连接。联动胸鳍翼板6均为水平时，相邻两块联动胸鳍翼板6间距较小，五块联动胸鳍翼板6可等效为完整水平翼板。

进一步的，控制单元7包括控制模块和导航通讯模块，集成在防水控制盒中。

进一步的，风帆驱动单元5采用折展机构设计，根据不同工况可以折叠收缩至外壳10内部，保证整体外形为流线型；风帆的支撑杆可分为第一支撑杆和第二支撑杆，在第一支撑杆和第二支撑杆之间设有一小型旋转电机，可使风帆绕支撑杆的轴线在水平面内转动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种多模驱动仿生机器鱼，包括耐压主体单元（2）和外壳（10），其特征在于：所述外壳（10）内部设置有耐压主体单元（2），所述耐压主体单元（2）前端连接有浮力驱动单元（1），所述耐压主体单元（2）下部设置有能源单元（9），所述外壳（10）顶部焊接有固定背鳍（3），所述固定背鳍（3）一侧连接有转动背鳍（4），所述外壳（10）顶部中央设置有风帆驱动单元（5），所述外壳（10）两侧均匀设置有联动胸鳍翼板（6），所述外壳（10）顶部内侧设置有控制单元（7），所述外壳（10）尾部连接有尾鳍驱动单元（8），所述外壳（10）底部内侧设置有应急保护单元（11），所述的应急保护单元（11）位于整机的重心下方。

2.根据权利要求1所述的一种多模驱动仿生机器鱼，其特征在于：所述外壳（10）材料为PPS，总长度为1500mm，翼展1800mm，质量为30-36kg，其整体形状为蝙蝠鱼外形，所述外壳（10）呈梭形，翼型为蝙蝠鱼的翼型。

3.根据权利要求1所述的一种多模驱动仿生机器鱼，其特征在于：所述转动背鳍（4）与固定背鳍（3）相邻，转动背鳍（4）与固定背鳍（3）均与外壳（10）内的电机通过轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种多模驱动仿生机器鱼，其特征在于：所述尾鳍驱动单元（8）中的尾鳍为柔性体，尾鳍驱动单元（8）与外壳（10）内的曲柄摇杆机构连接。

5.根据权利要求1所述的一种多模驱动仿生机器鱼，其特征在于：所述联动胸鳍翼板（6）有十块，外壳（10）两侧各五块，呈对称分布，联动胸鳍翼板（6）通过轴与耐压主体单元（2）内的转动装置密封连接，联动胸鳍翼板（6）均为水平时，相邻两块联动胸鳍翼板（6）间距较小，五块联动胸鳍翼板（6）可等效为完整水平翼板。

6.根据权利要求1所述的一种多模驱动仿生机器鱼，其特征在于：所述控制单元（7）包括控制模块和导航通讯模块，集成在防水控制盒中。

7.根据权利要求1所述的一种多模驱动仿生机器鱼，其特征在于：所述风帆驱动单元（5）采用折展机构设计。

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