CN216943503U - 一种仿生乌贼 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水下机器人技术领域，公开了一种仿生乌贼，包括头部、连接部和尾部，所述头部包括头部外壳，所述头部外壳的内部固定安装有支架，所述头部包括两个转向动力装置，两个所述转向动力装置的内部结构完全相同，两个所述转向动力装置均包括两个连接轴，两个所述连接轴分别活动插接在支架的两端，两个所述连接轴之间设置有六个偏心轴。本实用新型通过设置的两个转向动力装置，能够解决传统的仿生乌贼存在无法模拟乌贼的肉鳍的正弦动作的问题，通过设置的动力装置，能够解决传统的仿生乌贼存在推进效率低和速度慢的问题，通过设置的舵机和尾鳍，能够解决传统的仿生乌贼的尾部存在推力不足和不能辅助转向的问题。

Description

一种仿生乌贼

技术领域

本实用新型涉及水下机器人技术领域，特别涉及一种仿生乌贼。

背景技术

21世纪是海洋的世纪，由于水环境的恶劣性、复杂性、高度的腐蚀性、强压力和对传感器的不透明性，这使得水环境下的作业任务有很大难度，一般的潜水技术已无法适应现代高深度综合考察、研究以及完成各种作业和应用的需要，仿生技术成为人们重点发展对象，乌贼具有推进效率高、可控性良好和较快的推进速度等优点，为满足使用需求便产生了一种仿生乌贼。

现有的仿生乌贼在使用时存在一定的弊端，首先，传统的仿生乌贼存在无法模拟乌贼的肉鳍的正弦动作的问题，其次，传统的仿生乌贼存在推进效率低和速度慢的问题，最后，传统的仿生乌贼的尾部存在推力不足和不能辅助转向的问题，为此，我们提出一种仿生乌贼。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种仿生乌贼，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种仿生乌贼，包括头部、连接部和尾部，所述头部包括头部外壳，所述头部外壳的内部固定安装有支架，所述头部包括两个转向动力装置，两个所述转向动力装置的内部结构完全相同，两个所述转向动力装置均包括两个连接轴，两个所述连接轴分别活动插接在支架的两端，两个所述连接轴之间设置有六个偏心轴，六个所述偏心轴上均活动套接有活动杆，六个所述偏心轴的一端均设置有支撑杆，六个所述支撑杆的内部均开设有圆形通孔，六个所述活动杆分别插接在六个圆形通孔的内部，六个所述圆形通孔上均固定安装有仿生肉鳍。

优选的，所述支架为横向“H”型结构，六个所述偏心轴相互固定连接，六个所述偏心轴分别以两个连接轴为轴心相互之间设置有一定角度，六个所述偏心轴的两端分别与两个连接轴固定连接，六个所述活动杆分别与六个圆形通孔活动连接。

优选的，所述头部外壳的内部内壁上固定安装有防水壳，两个所述转向动力装置均包括第一电机，所述第一电机固定安装在防水壳的内部，所述第一电机的转轴活动穿插出防水壳，所述第一电机的转轴活动穿插出防水壳的一端固定插接有第一摆臂，两个所述连接轴中的一个的一端均固定安装有第二摆臂，所述第一摆臂的一端和第二摆臂的一端通过连接臂活动连接。

优选的，所述支架的上侧固定安装有两个第一支撑块，两个所述第一支撑块均活动插接有第一旋转轴，所述第一旋转轴的两端均固定安装第一平衡铅块。

优选的，所述头部外壳的对立两侧分别开设有两组条形通孔，两组所述条形通孔均有六个条形通孔，两个所述转向动力装置内设置的六个支撑杆分别插接在两组条形通孔的内部，两个所述转向动力装置内均设置的六个支撑杆分别通过固定安装在其上的两个铰接轴与两组条形通孔铰接。

优选的，所述连接部包括有支撑板，所述支撑板设置在头部外壳的底部，所述连接部包括动力装置，所述动力装置包括硅胶外套膜，所述硅胶外套膜固定套接在支撑板的圆周外表面，所述硅胶外套膜与头部外壳固定连接，所述支撑板的一侧固定安装有连接座，所述连接座上开设有两个进水孔，所述连接座的一端固定插接有支撑管，两个所述进水孔与支撑管的内部空腔相通，所述支撑管的空腔内设置有单向阀。

优选的，所述支撑管上活动套接有套筒，所述套筒的上端铰接有六个第一连接杆，六个所述第一连接杆的一端均铰接有连接块，所述连接座的下端铰接有六个第二连接杆，六个所述第二连接杆的一端分别与连接块铰接，六个所述第一连接杆的一侧均开设有安装孔，六个所述安装孔均固定卡接有止水薄膜，所述硅胶外套膜的外侧开设有六个连接孔，所述硅胶外套膜通过六个连接孔分别与六个连接块固定连接。

优选的，所述套筒的圆周外表面上固定安装有四个齿板，四个所述齿板圆周阵列，所述尾部包括尾部外壳，所述支撑管贯穿尾部外壳，且支撑管与尾部外壳固定连接，所述尾部外壳的上侧固定安装有四个第二电机，四个所述第二电机的的转轴均固定插接有齿轮，四个所述齿板分别与四个齿轮的啮合连接，所述尾部外壳的一侧固定安装有保护壳。

优选的，所述尾部外壳的内部设置有支撑架，所述支撑架与支撑管固定连接，所述支撑架上固定安装有两个第二支撑块，两个所述第二支撑块上均插接有第二旋转轴，所述第二旋转轴的两端均固定安装有第二平衡铅块，所述尾部外壳的底部固定安装有舵机，六个所述舵机的一端均固定安装尾鳍。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型通过设置的两个转向动力装置，能够解决传统的仿生乌贼存在无法模拟乌贼的肉鳍的正弦动作的问题，在使用时，给两个转向动力装置内设置的第一电机通电，第一电机的转轴会旋转，并分别带动两个第一摆臂以第一电机的转轴为轴心旋转，通过设置的连接臂，能够带动两个第二摆臂以连接轴以轴心旋转，旋转的连接轴能够带动两组偏心轴旋转，然后分别连接两组偏心轴的活动杆，在两组偏心轴的带动下，所有活动杆会分别相对所有活动杆连接支撑杆，做伸缩动作的同时也会做杠杆运动，由两组偏心轴内所有偏心轴之间分别设置的一定角度，所以通过两组条形通孔露出头部外壳外侧的支撑杆相互之间均能够相互配合摆动，并通过设置的两个仿生肉鳍，由支撑杆的带动，能够做正弦运动，并能给本装置提供辅助动力，通过分别控制两个转向动力装置以不同速度转动，能够控制两个仿生肉鳍以不同速度做正弦运动，实现了本装置的转向功能，并能够提高本装置的操控性。

2、通过设置的动力装置，能够解决传统的仿生乌贼存在推进效率低和速度慢的问题，通过设置的动力装置，能够实现本装置以喷水的方式推进，通过设置的四个第二电机，能够通过设置的齿板和齿轮，驱动套筒在支撑管上移动，当支撑管向下移动时，通过带动与支撑管铰接的六个第一连接杆移动，并六个第一连接杆能够同时拉动六个连接块和六个第二连接杆联动，六个连接块向下移动的同时也会反向支撑管所在的位置移动，然后拉动硅胶外套膜使得硅胶外套膜向外涨大，使得硅胶外套膜的内部形成负压，本装置外部的水会透过六个止水薄膜之间的缝隙，进入硅胶外套膜的内部并储存起来，当需要本装置需要快速推进时，由四个第二电机提供强劲推力推动套筒向上移动，使得六个第一连接杆、六个第二连接杆和六个连接块联动，并带动硅胶外套膜收缩内部空间，将硅胶外套膜内部储存的水快速压入两个进水孔，并通过支撑管的内腔从本装置的尾部推出，由反向作用力，能够实现本装置的快速推进。

3、通过设置的舵机和尾鳍，能够解决传统的仿生乌贼的尾部存在推力不足和不能辅助转向的问题，通过分别控制六个舵机，能够使六个尾鳍在水中摆动，为本装置提供一定推动力，当分别控制六个舵机使六个尾鳍以不同频率在水中摆动，能够辅助水中前进的本装置转向，能够增加本装置的操控性，使得本装置更加实用。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

图1为本实用新型一种仿生乌贼的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种仿生乌贼的剖视图。

图3为本实用新型一种仿生乌贼的头部示意图。

图4为本实用新型一种仿生乌贼的动力装置示意图。

图5为本实用新型一种仿生乌贼的图2中A的放大图。

图6为本实用新型一种仿生乌贼的图2中B的放大图。

图7为本实用新型一种仿生乌贼的图2中C的放大图。

图中：100、头部；101、头部外壳；102、防水壳；103、支架；104、条形通孔；105、第一支撑块；106、第一旋转轴；107、第一平衡铅块；200、连接部；201、支撑板；202、保护壳；300、尾部；301、尾部外壳；302、支撑架；303、舵机；304、尾鳍；305、第二支撑块；306、第二旋转轴；307、第二平衡铅块；400、转向动力装置；401、第一电机；402、第一摆臂；403、第二摆臂；404、连接臂；405、连接轴；406、偏心轴；407、活动杆；408、支撑杆；409、圆形通孔；410、铰接轴；411、仿生肉鳍；500、动力装置；501、硅胶外套膜；502、连接座；503、进水孔；504、支撑管；505、套筒；506、第一连接杆；507、第二连接杆；508、连接块；509、安装孔；510、止水薄膜；511、齿板；512、第二电机；513、齿轮；514、连接孔。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1与-图7所示，一种仿生乌贼，包括头部100、连接部200和尾部300，头部100包括头部外壳101，头部外壳101的内部固定安装有支架103，头部100包括两个转向动力装置400，两个转向动力装置400的内部结构完全相同，两个转向动力装置400均包括两个连接轴405，两个连接轴405分别活动插接在支架103的两端，两个连接轴405之间设置有六个偏心轴406，六个偏心轴406上均活动套接有活动杆407，六个偏心轴406的一端均设置有支撑杆408，六个支撑杆408的内部均开设有圆形通孔409，六个活动杆407分别插接在六个圆形通孔409的内部，六个圆形通孔409上均固定安装有仿生肉鳍411，通过设置的仿生肉鳍411，仿生肉鳍411是由硅胶制作。

支架103为横向“H”型结构，六个偏心轴406相互固定连接，六个偏心轴406分别以两个连接轴405为轴心相互之间设置有一定角度，六个偏心轴406的两端分别与两个连接轴405固定连接，六个活动杆407分别与六个圆形通孔409活动连接。

头部外壳101的内部内壁上固定安装有防水壳102，两个转向动力装置400均包括第一电机401，第一电机401固定安装在防水壳102的内部，第一电机401的转轴活动穿插出防水壳102，第一电机401的转轴活动穿插出防水壳102的一端固定插接有第一摆臂402，两个连接轴405中的一个的一端均固定安装有第二摆臂403，第一摆臂402的一端和第二摆臂403的一端通过连接臂404活动连接，通过设置的防水壳102，能够避免设置的两个第一电机401因进水而损坏。

支架103的上侧固定安装有两个第一支撑块105，两个第一支撑块105均活动插接有第一旋转轴106，第一旋转轴106的两端均固定安装第一平衡铅块107，通过将两个第一平衡铅块107绕第一旋转轴106，能够改变本装置的整体重心。

头部外壳101的对立两侧分别开设有两组条形通孔104，两组条形通孔104均有六个条形通孔104，两个转向动力装置400内设置的六个支撑杆408分别插接在两组条形通孔104的内部，两个转向动力装置400内均设置的六个支撑杆408分别通过固定安装在其上的两个铰接轴410与两组条形通孔104铰接。

连接部200包括有支撑板201，支撑板201设置在头部外壳101的底部，连接部200包括动力装置500，动力装置500包括硅胶外套膜501，硅胶外套膜501固定套接在支撑板201的圆周外表面，硅胶外套膜501与头部外壳101固定连接，支撑板201的一侧固定安装有连接座502，连接座502上开设有两个进水孔503，连接座502的一端固定插接有支撑管504，两个进水孔503与支撑管504的内部空腔相通，支撑管504的空腔内设置有单向阀，通过支撑管504的空腔内设置有单向阀，能够限制水从支撑管504的空腔的进入到硅胶外套膜501的内部，使得本装置能够正常完成喷水推进动作。

支撑管504上活动套接有套筒505，套筒505的上端铰接有六个第一连接杆506，六个第一连接杆506的一端均铰接有连接块508，连接座502的下端铰接有六个第二连接杆507，六个第二连接杆507的一端分别与连接块508铰接，六个第一连接杆506的一侧均开设有安装孔509，六个安装孔509均固定卡接有止水薄膜510，硅胶外套膜501的外侧开设有六个连接孔514，硅胶外套膜501通过六个连接孔514分别与六个连接块508固定连接，通过设置的止水薄膜510，能够起到一定单向阀的作用，使得水从止水薄膜510之间的缝隙进入硅胶外套膜501内部，并限制进入硅胶外套膜501内部的水从止水薄膜510之间的缝隙排出。

套筒505的圆周外表面上固定安装有四个齿板511，四个齿板511圆周阵列，尾部300包括尾部外壳301，支撑管504贯穿尾部外壳301，且支撑管504与尾部外壳301固定连接，尾部外壳301的上侧固定安装有四个第二电机512，四个第二电机512的的转轴均固定插接有齿轮513，四个齿板511分别与四个齿轮513的啮合连接，尾部外壳301的一侧固定安装有保护壳202。

尾部外壳301的内部设置有支撑架302，支撑架302与支撑管504固定连接，支撑架302上固定安装有两个第二支撑块305，两个第二支撑块305上均插接有第二旋转轴306，第二旋转轴306的两端均固定安装有第二平衡铅块307，尾部外壳301的底部固定安装有舵机303，六个舵机303的一端均固定安装尾鳍304，通过设置的尾鳍304由硅胶制作。

需要说明的是，本实用新型为一种仿生乌贼，在使用时，首先，调整活动杆407和第二支撑块305，使得本装置的重心分布到本装置的中间，然后将本装置放入水中，事先调整过重心的本装置，能够在本装置中保持平衡，然后若需要本装置缓慢前进，并转向，需要给两个转向动力装置400内设置的第一电机401通电，转向动力装置400的转轴会旋转，并分别带动两个第一摆臂402以转向动力装置400的转轴为轴心旋转，通过设置的连接臂404，能够带动两个第二摆臂403以连接轴405以轴心旋转，旋转的连接轴405能够带动两组偏心轴406旋转，然后分别连接两组偏心轴406的活动杆407，在两组偏心轴406的带动下，所有活动杆407会分别相对所有活动杆407连接支撑杆408，做伸缩动作的同时也会做杠杆运动，由两组偏心轴406内所有偏心轴406之间分别设置有一定角度，所以通过两组条形通孔104露出头部外壳101外侧的支撑杆408相互之间均能够相互配合摆动，用通过设置的两个仿生肉鳍411，由支撑杆408的带动，能够做正弦运动，并能给本装置提供辅助动力，通过分别控制两个转向动力装置400以不同速度转动，能够控制两个仿生肉鳍411以不同速度做正弦运动，实现了本装置的转向功能，同时分别给六个舵机303通电，能够由六个舵机303控制六个尾鳍304在水中摆动，为本装置提供一定推动力，当分别控制六个舵机303使六个尾鳍304以不同频率在水中摆动，能够辅助水中前进的本装置转向，通过上述操作，能够精确的操作本装置转向和较低速的前进。

当需要本装置快速前进，需要给本装置设置的四个第二电机512通电，能够通过设置的齿板511和齿轮513，驱动套筒505在支撑管504上移动，当支撑管504向下移动时，通过带动与支撑管504铰接的六个第一连接杆506移动，并六个第一连接杆506能够同时拉动六个连接块508和六个第二连接杆507联动，六个连接块508向下移动的同时也会反向支撑管504所在的位置移动，然后拉动硅胶外套膜501向外涨大，使得硅胶外套膜501的内部形成负压，本装置外部的水会透过六个止水薄膜510之间的缝隙，进入硅胶外套膜501的内部并储存起来，当需要本装置需要快速推进时，将设置四个提供强劲推力推动套筒505向上移动，使得六个第一连接杆506、六个第二连接杆507和六个连接块508联动，并带动硅胶外套膜501收缩内部空间，将硅胶外套膜501内部储存的水快速压入两个进水孔503，并通过支撑管504的内腔从本装置的尾部300推出，由反向作用力，能够实现本装置的快速推进，然后重复上述操作，能够使得本装置快速推进。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和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 (9)

1.一种仿生乌贼，其特征在于：包括头部(100)、连接部(200)和尾部(300)，所述头部(100)包括头部外壳(101)，所述头部外壳(101)的内部固定安装有支架(103)，所述头部(100)包括两个转向动力装置(400)，两个所述转向动力装置(400)的内部结构完全相同，两个所述转向动力装置(400)均包括两个连接轴(405)，两个所述连接轴(405)分别活动插接在支架(103)的两端，两个所述连接轴(405)之间设置有六个偏心轴(406)，六个所述偏心轴(406)上均活动套接有活动杆(407)，六个所述偏心轴(406)的一端均设置有支撑杆(408)，六个所述支撑杆(408)的内部均开设有圆形通孔(409)，六个所述活动杆(407)分别插接在六个圆形通孔(409)的内部，六个所述圆形通孔(409)上均固定安装有仿生肉鳍(411)。

2.根据权利要求1所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述支架(103)为横向“H”型结构，六个所述偏心轴(406)相互固定连接，六个所述偏心轴(406)分别以两个连接轴(405)为轴心相互之间设置有一定角度，六个所述偏心轴(406)的两端分别与两个连接轴(405)固定连接，六个所述活动杆(407)分别与六个圆形通孔(409)活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述头部外壳(101)的内部内壁上固定安装有防水壳(102)，两个所述转向动力装置(400)均包括第一电机(401)，所述第一电机(401)固定安装在防水壳(102)的内部，所述第一电机(401)的转轴活动穿插出防水壳(102)，所述第一电机(401)的转轴活动穿插出防水壳(102)的一端固定插接有第一摆臂(402)，两个所述连接轴(405)中的一个的一端均固定安装有第二摆臂(403)，所述第一摆臂(402)的一端和第二摆臂(403)的一端通过连接臂(404)活动连接。

4.根据权利要求2所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述支架(103)的上侧固定安装有两个第一支撑块(105)，两个所述第一支撑块(105)均活动插接有第一旋转轴(106)，所述第一旋转轴(106)的两端均固定安装第一平衡铅块(107)。

5.根据权利要求3所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述头部外壳(101)的对立两侧分别开设有两组条形通孔(104)，两组所述条形通孔(104)均有六个条形通孔(104)，两个所述转向动力装置(400)内设置的六个支撑杆(408)分别插接在两组条形通孔(104)的内部，两个所述转向动力装置(400)内均设置的六个支撑杆(408)分别通过固定安装在其上的两个铰接轴(410)与两组条形通孔(104)铰接。

6.根据权利要求3所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述连接部(200)包括有支撑板(201)，所述支撑板(201)设置在头部外壳(101)的底部，所述连接部(200)包括动力装置(500)，所述动力装置(500)包括硅胶外套膜(501)，所述硅胶外套膜(501)固定套接在支撑板(201)的圆周外表面，所述硅胶外套膜(501)与头部外壳(101)固定连接，所述支撑板(201)的一侧固定安装有连接座(502)，所述连接座(502)上开设有两个进水孔(503)，所述连接座(502)的一端固定插接有支撑管(504)，两个所述进水孔(503)与支撑管(504)的内部空腔相通，所述支撑管(504)的空腔内设置有单向阀。

7.根据权利要求6所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述支撑管(504)上活动套接有套筒(505)，所述套筒(505)的上端铰接有六个第一连接杆(506)，六个所述第一连接杆(506)的一端均铰接有连接块(508)，所述连接座(502)的下端铰接有六个第二连接杆(507)，六个所述第二连接杆(507)的一端分别与连接块(508)铰接，六个所述第一连接杆(506)的一侧均开设有安装孔(509)，六个所述安装孔(509)均固定卡接有止水薄膜(510)，所述硅胶外套膜(501)的外侧开设有六个连接孔(514)，所述硅胶外套膜(501)通过六个连接孔(514)分别与六个连接块(508)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述套筒(505)的圆周外表面上固定安装有四个齿板(511)，四个所述齿板(511)圆周阵列，所述尾部(300)包括尾部外壳(301)，所述支撑管(504)贯穿尾部外壳(301)，且支撑管(504)与尾部外壳(301)固定连接，所述尾部外壳(301)的上侧固定安装有四个第二电机(512)，四个所述第二电机(512)的转轴均固定插接有齿轮(513)，四个所述齿板(511)分别与四个齿轮(513)啮合连接，所述尾部外壳(301)的一侧固定安装有保护壳(202)。

9.根据权利要求8所述的一种仿生乌贼，其特征在于：所述尾部外壳(301)的内部设置有支撑架(302)，所述支撑架(302)与支撑管(504)固定连接，所述支撑架(302)上固定安装有两个第二支撑块(305)，两个所述第二支撑块(305)上均插接有第二旋转轴(306)，所述第二旋转轴(306)的两端均固定安装有第二平衡铅块(307)，所述尾部外壳(301)的底部固定安装有舵机(303)，六个所述舵机(303)的一端均固定安装尾鳍(304)。

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