[实用新型]一种基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下潜器，具体涉及一种基于单关节尾鳍驱动的 仿生机器鱼。

背景技术

地球的海洋面积为3.61亿平方千米，约占地球总面积的71％，广 阔的海洋蕴藏着丰富的矿产资源，而且海洋中的物种资源储量巨大， 随着资源在全球范围内成为关注的焦点以及海洋勘测技术的发展，对 于海洋资源的开发和利用成为世界各国关注的焦点。水下机器人是从 驱动和结构出发，实现对于水下生物(鱼类)的外形及其运动方式的 仿生，用智能设备代替人类实现水下探测，在军用侦查等领域具有广 阔的应用前景和巨大的潜在价值。

按照推进运动所模仿的鱼类身体部位的不同，目前的仿生机器鱼 主要分为两种：一种是身体、尾鳍推进模式，即利用身体弯曲或尾鳍 的周期性往复摆动产生推进力；另一种是中间鳍、对鳍推进模式，即 利用中间鳍、对鳍的周期性摆动或波动产生推进力，这种驱动模式相 比尾鳍驱动模式，游动速度较慢，而采用尾鳍推进模式驱动的仿生机 器鱼由于其具有优秀的加速及高效推进能力，因此在对速度及推进效 率有要求的场合下，这种推进模式得到了人们更多的关注。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种基于单关节尾鳍驱动的仿生机器 鱼，旨在从外形以及游动性能方面优化尾鳍推进模式的仿生机器鱼。

本实用新型采用的技术方案具体为：

一种基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼，包括基架以及设于所述 基架内的骨架；其中：

所述基架包括机体以及设于所述机体尾端的尾鳍，所述机体的机 身还设有胸鳍组和尾鳍，所述胸鳍组包括设于所述机身两侧的第一胸 鳍和第二胸鳍；

所述骨架包括骨架基体以及设于所述骨架基体的动力部，所述动 力部包括第一动力单元和第二动力单元，其中：

所述第一动力单元与所述胸鳍组相连接，用于使仿生机器鱼的获 得上浮或者下潜运动；

所述第二动力单元与所述尾鳍相连接，用于使仿生机器鱼的获得 摆动。

在上述基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼中，所述第一胸鳍和所 述第二胸鳍分别通过第一胸鳍连接杆和第二胸鳍连接杆组连接至所述 第一动力单元，所述尾鳍通过尾鳍架与所述机体相连接，所述尾鳍架 连接至所述第二动力单元。

在上述基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼中，所述第一动力单元 为舵机，所述舵机通过舵机连接件固定于所述骨架基体，所述第一胸 鳍连接杆和第二胸鳍连接杆经所述舵机连接件连接至所述舵机。

在上述基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼中，所述第二动力单元 为电机，所述电机和所述尾鳍架之间设有可变向传动机构，所述可变 向传动机构的输入端与所述电机相连接，所述可变向传动机构的输出 端与所述尾鳍架相连接。

在上述基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼中，所述可变向传动机 构为锥齿轮副或者蜗轮蜗杆齿轮副。

在上述基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼中，所述基架还包括鱼 头，所述鱼头设于所述机体首端，所述鱼头通过O型圈与所述机体相 连接。

在上述基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼中，所述基架还包括背 鳍，所述背鳍设于所述机体，且所述背鳍置于所述第一胸鳍和所述第 二胸鳍之间，所述背鳍通过机体上的预留孔固定于所述机体。

在上述基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼中，还包括流线组件， 所述流线组件设于所述机体与所述尾鳍的连接处，用于减少仿生机器 鱼在游动过程中产生的游动阻力。

本实用新型产生的有益效果是：

本实用新型的仿生机器鱼在水中能够实现如真鱼一样的游动状 态，而且这种外形结构能够在运动过程降低游动阻力；且单关节尾鳍 的结构简单，成本相对较低，尤其适合科普教育类的应用场合；

通过在动力单元中设置电池，使得仿生机器鱼可以在无外接电源 的状态下进行在水下工作，而且两个动力单元通过独立或者联合控制 可以实现任意形式的运动。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所 说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用 于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型一种基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼的结构 示意图；

图2为本实用新型一种基于单关节尾鳍驱动的仿生机器鱼的爆炸 图；