[发明专利]可变驱动位置的柔性双驱动仿生鱼

说明书

技术领域

本发明涉及一种双驱动仿生鱼。

背景技术

目前在水下探测、侦查应用中，迫切需要一种能在水中或其他液体中平稳、灵活、机动性高的微小水下机器人。它能在液体环境中被无线驱动，具有很高的机动性和灵活性，仿生机器鱼就是具有此种功能的微小型装置之一。专利申请号为200610151170.5、公开号为CN 1986330A、公开日为2007年6月27日的发明专利申请公开了一种双尾仿生尾推进器；该专利申请为双驱动，其原理是通过电机、链轮和曲柄连杆机构带动刚性尾柄摆动，主要解决了船摇艏的问题；但是，由于该专利申请是电机刚性驱动，存在驱动效率低，噪音大、机动性差的问题。专利申请号为200610010348.4、公开号为CN 1887646.A、公开日为2006年7月31日的发明专利申请公开了一种形状记忆合金丝驱动的身体波动推进仿生机器鱼；该专利申请是将形状记忆合金丝贴合于弹性片上，形状记忆合金丝的通电加热变形使弹性体产生弯曲变形，从而使形状记忆合金丝驱动弹性体波动推进仿生机器鱼。该专利申请虽具有体积小，结构简单、仿生效果好、无噪声的特点；但是，该形状记忆合金丝驱动的仿生鱼不能实现频率较高的摆动，且形状记忆合金丝容易过热，疲劳损害较严重，表面的弹性蒙皮容易被破坏，同时该专利转弯半径相对较大，机动性较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有仿生机器鱼稳定性差，机动性不好的问题，提供一种可变驱动位置的柔性双驱动仿生鱼。

本发明包括仿生鱼本体、转动横梁、活动尾鳍驱动器、固定尾鳍驱动器、连接片和垫片，活动尾鳍驱动器和固定尾鳍驱动器均由弹性基片、鱼尾、硅胶层、形状记忆合金丝固定座和两根涂有绝缘层的形状记忆合金丝组成，形状记忆合金丝固定座一外侧端面上设有夹缝，弹性基片的一端插入形状记忆合金丝固定座上的夹缝中，弹性基片的另一端与鱼尾连接，硅胶层包裹在弹性基片的外表面上，弹性基片两外侧面上的硅胶层上对称设有合金丝槽，每个合金丝槽中装有一根涂有绝缘层的形状记忆合金丝，仿生鱼本体的尾部设有两个驱动器安装槽，两个驱动器安装槽相对于仿生鱼本体的纵向中心线对称设置，活动尾鳍驱动器和固定尾鳍驱动器与仿生鱼本体的纵向中心线平行且相对于仿生鱼本体的纵向中心线对称设置，且活动尾鳍驱动器和固定尾鳍驱动器上的形状记忆合金丝固定座分别设置在相应的驱动器安装槽中，固定尾鳍驱动器上的形状记忆合金丝固定座通过垫片与仿生鱼本体固接，活动尾鳍驱动器上的形状记忆合金丝固定座通过连接片与转动横梁的一端固接，转动横梁的另一端与仿生鱼本体上的舵机轴固接。

本发明具有以下有益效果：一、由于本发明在仿生鱼本体上设计了活动尾鳍驱动器和固定尾鳍驱动器，相比现有单驱动的仿生机器鱼的稳定性得到了提高。利用转动横梁带动活动尾鳍驱动器，实现了反向推进、变换角度推进及急停，使得本发明转弯半径相对较小，从而机动性得到提高。二、本发明可利用形状记忆合金自身电阻随温度的变化可实现反馈控制，不需要额外的传感器件，简化了控制系统，提高了控制精度。三、本发明的仿生鱼结构简单，只需调整驱动电流的频率和大小就可以实现其控制。可以用成熟的脉冲宽度调制(PWM)技术进行控制。

附图说明

图1是本发明的整体结构立体图(图中标记10为密封圈)；图2是活动尾鳍驱动器3或固定尾鳍驱动器4的主视结构图；图3是形状记忆合金丝固定座3-4的结构立体图；图4是本发明的双驱动仿生鱼向前游动时，活动尾鳍驱动器3与固定尾鳍驱动器4的位置状态图；图5是本发明的双驱动仿生鱼转弯时，活动尾鳍驱动器3与固定尾鳍驱动器4的位置状态图；图6是本发明的双驱动仿生鱼急停时，活动尾鳍驱动器3与固定尾鳍驱动器4的位置状态图。

具体实施方式