一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水下潛器，具體涉及一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)。
【背景技術(shù)】
[0002]地球的海洋面積為3.61億平方千米，約占地球總面積的71%，廣闊的海洋蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，而且海洋中的物種資源儲(chǔ)量巨大，隨著資源在全球范圍內(nèi)成為關(guān)注的焦點(diǎn)以及海洋勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于海洋資源的開(kāi)發(fā)和利用成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。水下機(jī)器人是從驅(qū)動(dòng)和結(jié)構(gòu)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于水下生物(魚(yú)類(lèi))的外形及其運(yùn)動(dòng)方式的仿生，用智能設(shè)備代替人類(lèi)實(shí)現(xiàn)水下探測(cè)，在軍用偵查等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在價(jià)值。
[0003]按照推進(jìn)運(yùn)動(dòng)所模仿的魚(yú)類(lèi)身體部位的不同，目前的仿生機(jī)器魚(yú)主要分為兩種:一種是身體、尾鰭推進(jìn)模式，即利用身體彎曲或尾鰭的周期性往復(fù)擺動(dòng)產(chǎn)生推進(jìn)力；另一種是中間鰭、對(duì)鰭推進(jìn)模式，即利用中間鰭、對(duì)鰭的周期性擺動(dòng)或波動(dòng)產(chǎn)生推進(jìn)力，這種驅(qū)動(dòng)模式相比尾鰭驅(qū)動(dòng)模式，游動(dòng)速度較慢，而采用尾鰭推進(jìn)模式驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)由于其具有優(yōu)秀的加速及高效推進(jìn)能力，因此在對(duì)速度及推進(jìn)效率有要求的場(chǎng)合下，這種推進(jìn)模式得到了人們更多的關(guān)注。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)，旨在從外形以及游動(dòng)性能方面優(yōu)化尾鰭推進(jìn)模式的仿生機(jī)器魚(yú)。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案具體為:
[0006]—種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)，包括基架以及設(shè)于所述基架內(nèi)的骨架；其中:
[0007]所述基架包括機(jī)體以及設(shè)于所述機(jī)體尾端的尾鰭，所述機(jī)體的機(jī)身還設(shè)有胸鰭組和尾鰭，所述胸鰭組包括設(shè)于所述機(jī)身兩側(cè)的第一胸鰭和第二胸鰭；
[0008]所述骨架包括骨架基體以及設(shè)于所述骨架基體的動(dòng)力部，所述動(dòng)力部包括第一動(dòng)力單元和第二動(dòng)力單元，其中:
[0009]所述第一動(dòng)力單元與所述胸鰭組相連接，用于使仿生機(jī)器魚(yú)的獲得上浮或者下潛運(yùn)動(dòng)；
[0010]所述第二動(dòng)力單元與所述尾鰭相連接，用于使仿生機(jī)器魚(yú)的獲得擺動(dòng)。
[0011]在上述基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)中，所述第一胸鰭和所述第二胸鰭分別通過(guò)第一胸鰭連接桿和第二胸鰭連接桿組連接至所述第一動(dòng)力單元，所述尾鰭通過(guò)尾鰭架與所述機(jī)體相連接，所述尾鰭架連接至所述第二動(dòng)力單元。
[0012]在上述基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)中，所述第一動(dòng)力單元為舵機(jī)，所述舵機(jī)通過(guò)舵機(jī)連接件固定于所述骨架基體，所述第一胸鰭連接桿和第二胸鰭連接桿經(jīng)所述舵機(jī)連接件連接至所述舵機(jī)。
[0013]在上述基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)中，所述第二動(dòng)力單元為電機(jī)，所述電機(jī)和所述尾鰭架之間設(shè)有可變向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述可變向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與所述電機(jī)相連接，所述可變向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述尾鰭架相連接。
[0014]在上述基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)中，所述可變向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為錐齒輪副或者蝸輪蝸桿齒輪副。
[0015]在上述基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)中，所述基架還包括魚(yú)頭，所述魚(yú)頭設(shè)于所述機(jī)體首端，所述魚(yú)頭通過(guò)O型圈與所述機(jī)體相連接。
[0016]在上述基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)中，所述基架還包括背鰭，所述背鰭設(shè)于所述機(jī)體，且所述背鰭置于所述第一胸鰭和所述第二胸鰭之間，所述背鰭通過(guò)機(jī)體上的預(yù)留孔固定于所述機(jī)體。
[0017]在上述基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)中，還包括流線(xiàn)組件，所述流線(xiàn)組件設(shè)于所述機(jī)體與所述尾鰭的連接處，用于減少仿生機(jī)器魚(yú)在游動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的游動(dòng)阻力。
[0018]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0019]本實(shí)用新型的仿生機(jī)器魚(yú)在水中能夠?qū)崿F(xiàn)如真魚(yú)一樣的游動(dòng)狀態(tài)，而且這種外形結(jié)構(gòu)能夠在運(yùn)動(dòng)過(guò)程降低游動(dòng)阻力;且單關(guān)節(jié)尾鰭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低，尤其適合科普教育類(lèi)的應(yīng)用場(chǎng)合；
[0020]通過(guò)在動(dòng)力單元中設(shè)置電池，使得仿生機(jī)器魚(yú)可以在無(wú)外接電源的狀態(tài)下進(jìn)行在水下工作，而且兩個(gè)動(dòng)力單元通過(guò)獨(dú)立或者聯(lián)合控制可以實(shí)現(xiàn)任意形式的運(yùn)動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型。此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0022]圖1為本實(shí)用新型一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)的爆炸圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)的內(nèi)部骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)的內(nèi)部骨架的爆炸圖。
[0026]圖中:
[0027]11、機(jī)體12、魚(yú)頭13、尾鰭14、第一胸鰭15、第二胸鰭16、背鰭171、第一^^扣件172、第二卡扣件18、第一胸鰭連接桿19、第二胸鰭連接桿20、尾鰭架21、尾鰭架配件；
[0028]2、骨架
[0029]21、骨架基體22、舵機(jī)23、電機(jī)24、錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)25、舵機(jī)連接件26、第一軸套27、第二軸套。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031]如圖1-2所示的一種基于單關(guān)節(jié)尾鰭驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器魚(yú)，通過(guò)仿海洋中采用尾鰭推進(jìn)模式運(yùn)動(dòng)的魚(yú)類(lèi)，來(lái)實(shí)現(xiàn)水下仿生機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)及其相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)包括基架以及設(shè)于基架內(nèi)的骨架2，基架主要包括機(jī)體11以及設(shè)于機(jī)體11兩端的魚(yú)頭12和尾鰭13，機(jī)體11的機(jī)身上設(shè)有(左、右)兩側(cè)胸鰭(14、15)和背鰭16，其中:
[0032]魚(yú)頭12與機(jī)體11通過(guò)兼具連接和密封功能的O型圈密封連接，尾鰭13通過(guò)尾鰭架20與機(jī)體11相連接，胸鰭(14、15)分別通過(guò)胸鰭連