CN217624041U - 一种水下仿生鱼的头部结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水下仿生鱼的头部结构，包括鱼头和摆动关节，所述的摆动关节包括两个电动铰链，第一电动铰链的第一前接盘与鱼头连接，第二电动铰链的前端与第一电动铰链的后端连接，第二电动铰链的后端包括与鱼身连接的后接盘。本实用新型的鱼头可以通过后方电动的摆动关节摆头，仿生鱼转弯快，转弯半径小，灵活性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及水下仿生鱼，尤其涉及一种水下仿生鱼的头部结构。
背景技术
水下仿生鱼是一种利用鱼类游动机理实现推进的水下潜器，装配各种微小型传感器，利用先进的控制和通讯手段，可以构成一套类似鱼体结构的，可以游动的传感器。装有不同传感器的机器鱼具有良好的机动性和隐蔽性，可以在狭小的空间内作业并实现低噪音运动。水下仿生鱼可以在复杂环境的水下作业、在海洋监测、海洋生物观察、军事侦察及排雷、布雷等方面可以发挥重大作用。
专利号为CN201720104306.0的实用新型公开了一种仿生鱼鱼头及仿生鱼，其中仿生鱼鱼头包括具有空腔的鱼头本体和鱼头本体前端的仿生剑；仿生剑后端上下两侧通过圆弧型流线结构与鱼头本体过渡连接；仿生剑后端左右两侧通过扁平状的仿生脸颊与鱼头本体过渡连接。根据本申请实施例提供的技术方案，以剑鱼为仿生原型，利用其前部延伸呈剑状的仿生剑起劈水作用，从而减小仿生鱼在水中游动时受到的流体阻力，提升仿生鱼的游动速度和灵活性。根据本申请的某些实施例，通过对鱼头结构进行单独防水密封，将控制模块、通信模块、电源模块封装于鱼头内部，从而降低了整体防水密封的难度，增强了密封效果。
该实用新型的仿生鱼鱼头不具备摆动功能，只能靠胸尾鳍实现转弯，转弯较慢，转弯半径太大，仿生鱼的灵活性大打则扣。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提高仿生鱼灵活性的水下仿生鱼的头部结构。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种水下仿生鱼的头部结构，包括鱼头和摆动关节，所述的摆动关节包括两个电动铰链，第一电动铰链的第一前接盘与鱼头连接，第二电动铰链的前端与第一电动铰链的后端连接，第二电动铰链的后端包括与鱼身连接的后接盘。
以上所述的头部结构，电动铰链包括两个铰接叉和舵机，两个铰接叉通过铰接轴铰接；舵机固定在第二铰接叉上，舵机轴与第一铰接叉连接，舵机轴的轴线与铰接轴的轴线同轴。
以上所述的头部结构，铰接轴包括两套螺栓型滚轮轴承；螺栓型滚轮轴承的滚轮轴承固定在一个铰接叉叉头的叉孔中，螺栓型滚轮轴承的螺栓固定在另一个铰接叉的叉孔中；舵机包括舵臂，舵臂固定在舵机轴上，并与第一铰接叉的叉头连接。
以上所述的头部结构，第一电动铰链包括所述的第一前接盘、中间接盘、两个第一前叉头和两个第一后叉头；第一前接盘与鱼头连接，两个第一前叉头与第一前接盘组成第一电动铰链的第一铰接叉，两个第一后叉头与中间接盘组成第一电动铰链的第二铰接叉；第二电动铰链包括第二前接盘、所述的后接盘、两个第二前叉头和两个第二后叉头；第二前接盘安装中间接盘的背面，在两个第二前叉头与第二前接盘组成第二电动铰链的第一铰接叉，两个第二后叉头与后接盘组成第二电动铰链的第二铰接叉。
以上所述的头部结构，摆动关节包括鱼头转动舵机，第二前接盘包括轴孔，鱼头转动舵机固定在第二前接盘的后部，鱼头转动舵机舵机轴的前端穿过第二前接盘的轴孔固定在中间接盘上。
以上所述的头部结构，第一电动铰链包括第一舵机支架，第一舵机支架固定在第一电动铰链的一个第一后叉头上；第二电动铰链的舵机固定在第一舵机支架上，位于第一电动铰链的两个第二前叉头之间，舵机轴朝向第二电动铰链外部；第二电动铰链包括第二舵机支架，第二舵机支架固定在后接盘上，第二电动铰链的舵机固定在第二舵机支架上，舵机轴朝向第二电动铰链内部。
以上所述的头部结构，第一电动铰链包括两块弹片，第一后叉头的后端通过弹片与中间接盘连接。
以上所述的头部结构，鱼头包括中空的外壳、安装在外壳中的声纳和摄像头，外壳的后部与所述的第一前接盘连接；外壳包括声纳窗和摄像头窗，声纳安装在声纳窗的后方，摄像头窗的前部装有透明罩，摄像头安装在摄像头窗的后方。
本实用新型的鱼头可以通过后方电动的摆动关节摆头，仿生鱼转弯快，转弯半径小，灵活性好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例水下仿生鱼的立体图。
图2是本实用新型实施例水下仿生鱼的主视图。
图3是本实用新型实施例水下仿生鱼的左视图。
图4是图3中的A-A剖视图。
图5是本实用新型实施例水下仿生鱼头部结构的主视图。
图6是本实用新型实施例水下仿生鱼头部结构的俯视图。
图7是图6中的C-C剖视图。
图8是本实用新型实施例水下仿生鱼头部结构的立体图。
图9是本实用新型实施例水下仿生鱼头部结构另一视角的立体图。
具体实施方式
本实用新型实施例水下仿生鱼的结构和原理如图1至图9所示，包括鱼头10、鱼身20、摆动关节100、胸鳍驱动机构50、重心移动机构60、鱼尾驱动机构70、电源和控制电路。
鱼尾驱动机构70安装在鱼身20的后端，胸鳍驱动机构50安装在鱼身20的前部，重心移动机构60安装在鱼身20的腹中。
鱼头10包括中空的外壳11、安装在外壳11中的声纳12和摄像头13，外壳11的后部与第一前接盘31连接。外壳11包括声纳窗15和摄像头窗16，声纳12安装在声纳窗15的后方，摄像头窗16的前部装有透明罩17，摄像头13安装在透明罩17的后方。
摆动关节100包括两个电动铰链30和40，第一电动铰链30的第一前接盘31与鱼头10的后端连接，第二电动铰链40的前端与第一电动铰链30的后端连接，第二电动铰链40的后接盘42与鱼身20的前端连接；摆动关节100的外面套有防水的伸缩套80，伸缩套80的前端固定在鱼头10的后端、伸缩套80的后端固定在鱼身20的前端。
第一电动铰链30和第二电动铰链40各包括两个铰接叉和舵机，两个铰接叉通过铰接轴铰接。舵机固定在电动铰链第二铰接叉上，舵机轴与电动铰链的第一铰接叉连接，舵机轴的轴线与电动铰链铰接轴的轴线同轴。
第一电动铰链30包括第一前接盘31、中间接盘32、两个第一前叉头33、两个第一后叉头34、第一舵机36和第一舵机支架37。第一前接盘31与鱼头10连接，两个第一前叉头33与第一前接盘31组成第一电动铰链30的第一铰接叉，两个第一后叉头34与中间接盘32组成第一电动铰链30的第二铰接叉。第一电动铰链30的第一铰接叉与第二铰接叉通过铰接轴铰接。铰接轴包括两套螺栓型滚轮轴承35。螺栓型滚轮轴承35的滚轮轴承固定在第一前叉头33的叉孔中，螺栓型滚轮轴承的螺栓固定在第一后叉头34的叉孔中。
第一电动铰链30的两个第一后叉头34分别通过两片弹片38固定在中间接盘32的前端面。第一舵机支架固定在第一电动铰链30的一个第一后叉头34上。
第一舵机36固定在第一舵机支架37上，位于第一电动铰链30的两个第二前叉头43之间，第一舵机36的舵机轴朝向第二电动铰链40外部，第一舵机36的舵机轴与第一电动铰链30的铰接轴同轴。第一舵机36的舵机轴上固定有舵臂39，舵臂39与一个第一前叉头33连接，这样，当第一舵机36转动时，第一电动铰链30便可以绕自身的铰接轴转动。
第二电动铰链40包括第二前接盘41、后接盘42、两个第二前叉头43、两个第二后叉头44、第二舵机45和第二舵机支架46。第二前接盘41安装中间接盘32的背面，两个第二前叉头43与第二前接盘41组成第二电动铰链40的第一铰接叉，两个第二后叉头44与后接盘42组成第二电动铰链40的第二铰接叉。第二电动铰链40的第一铰接叉与第二铰接叉通过铰接轴铰接。铰接轴包括两套螺栓型滚轮轴承35。螺栓型滚轮轴承35的滚轮轴承固定在第二前叉头43的叉孔中，螺栓型滚轮轴承的螺栓固定在第二后叉头44的叉孔中。
第二舵机支架46固定在后接盘42的前面，第二舵机45固定在第二舵机支架46上，第二舵机45的舵机轴朝向第二电动铰链40内部。第二舵机45的舵机轴与第二电动铰链40的铰接轴同轴。第二舵机45的舵机轴上固定有舵臂49，舵臂49与一个第二前叉头43连接，这样，当第二舵机45转动时，第二电动铰链40便可以绕铰自身的接轴转动。
摆动关节100包括有一个鱼头转动舵机48，第二前接盘41的中部有一个轴孔411，鱼头转动舵机48固定在第二前接盘41的后部的支架412上，鱼头转动舵机48舵机轴的前端穿过第二前接盘41的轴孔411，鱼头转动舵机48舵机轴的前端的接盘481固定在中间接盘32上。鱼头转动舵机48转动时，中间接盘32相对于第二前接盘41转动，即第一电动铰链30相对于第二电动铰链30转动。
第一电动铰链30和第二电动铰链30均可以绕自身的铰接轴转动，第一电动铰链30还可以相对于第二电动铰链30绕鱼身的轴线转动，所以鱼头10不仅可以相对于鱼身20朝不同的方向摆动，还可以相对于鱼身20转动，灵活性高，为仿生鱼在水中转向带来很大方便。
本实用新型以上实施例的水下仿生鱼的鱼头可以通过后方电动的摆动关节摆头，仿生鱼转弯快，转弯半径小，灵活性好。仿生鱼的鱼头安装了摄像头和声纳模块，仿生鱼可以在水中实现路径规划和跟踪。
Claims (8)
1.一种水下仿生鱼的头部结构，包括鱼头，其特征在于，包括摆动关节，所述的摆动关节包括两个电动铰链，第一电动铰链的第一前接盘与鱼头连接，第二电动铰链的前端与第一电动铰链的后端连接，第二电动铰链的后端包括与鱼身连接的后接盘。
2.根据权利要求1所述的头部结构，其特征在于，电动铰链包括两个铰接叉和舵机，两个铰接叉通过铰接轴铰接；舵机固定在第二铰接叉上，舵机轴与第一铰接叉连接，舵机轴的轴线与铰接轴的轴线同轴。
3.根据权利要求2所述的头部结构，其特征在于，铰接轴包括两套螺栓型滚轮轴承；螺栓型滚轮轴承的滚轮轴承固定在一个铰接叉叉头的叉孔中，螺栓型滚轮轴承的螺栓固定在另一个铰接叉的叉孔中；舵机包括舵臂，舵臂固定在舵机轴上，并与第一铰接叉的叉头连接。
4.根据权利要求2所述的头部结构，其特征在于，第一电动铰链包括所述的第一前接盘、中间接盘、两个第一前叉头和两个第一后叉头；第一前接盘与鱼头连接，两个第一前叉头与第一前接盘组成第一电动铰链的第一铰接叉，两个第一后叉头与中间接盘组成第一电动铰链的第二铰接叉；第二电动铰链包括第二前接盘、所述的后接盘、两个第二前叉头和两个第二后叉头；第二前接盘安装中间接盘的背面，在两个第二前叉头与第二前接盘组成第二电动铰链的第一铰接叉，两个第二后叉头与后接盘组成第二电动铰链的第二铰接叉。
5.根据权利要求4所述的头部结构，其特征在于，摆动关节包括鱼头转动舵机，第二前接盘包括轴孔，鱼头转动舵机固定在第二前接盘的后部，鱼头转动舵机舵机轴的前端穿过第二前接盘的轴孔固定在中间接盘上。
6.根据权利要求4所述的头部结构，其特征在于，第一电动铰链包括第一舵机支架，第一舵机支架固定在第一电动铰链的一个第一后叉头上；第二电动铰链的舵机固定在第一舵机支架上，位于第一电动铰链的两个第二前叉头之间，舵机轴朝向第二电动铰链外部；第二电动铰链包括第二舵机支架，第二舵机支架固定在后接盘上，第二电动铰链的舵机固定在第二舵机支架上，舵机轴朝向第二电动铰链内部。
7.根据权利要求1所述的头部结构，其特征在于，第一电动铰链包括两块弹片，第一后叉头的后端通过弹片与中间接盘连接。
8.根据权利要求1所述的头部结构，其特征在于，鱼头包括中空的外壳、安装在外壳中的声纳和摄像头，外壳的后部与所述的第一前接盘连接；外壳包括声纳窗和摄像头窗，声纳安装在声纳窗的后方，摄像头窗的前部装有透明罩，摄像头安装在摄像头窗的后方。
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