[发明专利]具有独立环状尾部支撑的机器鱼及其浮潜方法

权利要求书

1.一种具有独立环状尾部支撑的机器鱼，其特征在于包括头部、中间支撑板(1)、尾部、胸鳍、尾鳍，所述的头部包括左头壳（2）、右头壳（3）、梯形隔板(4)、胸鳍舵机支座（5）、胸鳍舵机（6）、平面双摇杆机构（7）、胸鳍轴（8）、胸鳍轴支撑件（9）、电池（25）、电路板（26），所述的尾部包括环状尾部支撑、鱼皮（12）、第一关节、第二关节、第三关节、第一联动盘（13）、第二联动盘（14）、舵机固定件（15）、尾鳍夹（16），所述的尾鳍包括尾鳍片（17）、尾鳍插件（18），所述的胸鳍包括左胸鳍片（19）、右胸鳍片（20），所述的中间支撑板（1）的一面上设有前环形凸台，中间支撑板（1）的另一面上设有后环形凸台，所述的左头壳（2）和右头壳（3）组成头部外壳，头部外壳固定在前环形凸台的外环面上，头部外壳内部中空形成头腔，梯形隔板（4）设在头腔中部将头腔分成上下两部分，梯形隔板（4）一端固定在中间支撑板（1）的一面上，梯形隔板（4）下方固定有胸鳍舵机支座（5），胸鳍舵机支座（5）上固定有胸鳍舵机（6），胸鳍舵机（6）的输出轴与平面双摇杆机构（7）的主动摇杆相连，平面双摇杆机构（7）的从动摇杆与胸鳍轴（8）相连，胸鳍轴支撑件（9）固定在中间支撑板（1）的一面上，胸鳍轴支撑件（9）上设有轴孔，胸鳍轴（8）穿过轴孔，胸鳍轴（8）两端分别穿出左头壳（2）、右头壳（3），胸鳍轴（8）左端与左胸鳍片（19）相连，右端与右胸鳍片（20）相连，梯形隔板(4)上固定有电池(25)、电路板(26)；

所述的第一关节、第二关节、第三关节均包括一个舵机座（21）、一个舵机（22）、一个U形连接件（23），舵机（22）固定在舵机座（21）上，U形连接件（23）的一头与舵机（22）相连，U形连接件（23）的另一头与舵机座（21）相连，第一关节与第二关节之间设有第一联动盘（13），第二关节与第三关节之间设有第二联动盘（14），第一关节的U形连接件、第二关节的舵机座通过第一联动盘（13）相连，第二关节的U形连接件、第三关节的舵机座通过第二联动盘（14）相连，舵机固定件（15）固定在中间支撑板（1）的另一面上，舵机固定件（15）与第一关节的舵机座相连，第三关节的U形连接件与尾鳍夹（16）相连，尾鳍夹（16）与尾鳍插件（18）相连，尾鳍片（17）插在尾鳍插件（18）上；

所述的环状尾部支撑包括第一支撑环（24）、上下对称的流线型弹簧钢片（10）、多个中间支撑环（11），第一支撑环（24）和中间支撑环（11）的内部开有上下对称的槽孔，流线型弹簧钢片（10）穿过第一支撑环（24）和中间支撑环（11）上的槽孔并与每个支撑环固结，鱼皮（12）包裹在环状尾部支撑上，第一支撑环（24）固定在中间支撑板（1）的后环形凸台的外环面上。

2.根据权利要求1所述的具有独立环状尾部支撑的机器鱼，其特征在于所述的电路板包括微控制器、通讯模块、存储模块，微控制器通过PWM分别与胸鳍舵机、第一关节上的舵机、第二关节上的舵机、第三关节上的舵机连接，微控制器与通讯模块通过串口连接，实现与上位机的通讯；微控制器与存储模块通过SPI连接。

3.根据权利要求1所述的具有独立环状尾部支撑的机器鱼，其特征在于所述的左头壳（2）、右头壳（3）的材料为尼龙。

4.根据权利要求1所述的具有独立环状尾部支撑的机器鱼，其特征在于所述的第一支撑环（24）、中间支撑环（11）、第一联动盘（13）、第二联动盘（14）、通过3D打印技术制成，材料为PLA，所述的流线型弹簧钢片（10）通过线切割加工而成，材料为65Mn不淬火弹簧钢，厚度是0.3mm。

5.根据权利要求1所述的具有独立环状尾部支撑的机器鱼，其特征在于所述的尾鳍片（17）、左胸鳍片（19）、右胸鳍片（20）的材料为橡胶。

6.一种如权利要求1所述的机器鱼的浮潜方法，其特征在于：微控制器控制胸鳍舵机（6）转动，胸鳍舵机（6）的输出轴驱动平面双摇杆机构（7）的主动摇杆，平面双摇杆机构（7）的被动摇杆带动胸鳍轴（8）转动，胸鳍轴（8）的转动改变左胸鳍片（19）、右胸鳍片（20）的攻角，在游动过程中水对左胸鳍片（19），右胸鳍片（20）的反作用力的方向也会改变，从而实现机器鱼的上浮下潜。