[实用新型]仿生机器鱼的上浮下沉机构

说明书

技术领域

本实用新型属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生机器鱼的上浮下沉机构。

背景技术

20世纪90年代以前对于鱼类仿生学的研究主要集中于理论方面，随着鱼类推进机理研究的深入，机器人技术、仿生学、电子技术、材料科学和控制技术的新发展，模拟鱼类游动机理的新型水下机器人——仿生机器鱼受到了国内外的广泛关注。美国麻绳理工学院根据提出的鱼尾推进的“射流推进理论”，研制出长1.2米的仿生金枪鱼和长0.8米的仿生梭鱼。美国东北大学海洋科学中心利用形状记忆合金和连杆机构开发了波动推进的机器鳗鱼。美国新墨西哥大学利用高分子电解质离子交换膜IEM，镀在仿生机器鱼鱼鳍的金属薄片上，通过外加电场实现人造肌运动，产生类似鳗鱼的游动方法。英国Essex大学设计了具有三维运动能力的机器鱼。日本东京大学研制了两关节推进的机器海豚。Kato等研究了对鱼鳍推进机构的控制并开发了机器鱼样机黑鲈。日本名古屋大学研制出形状记忆合金驱动微型身体波动式水下推进器和压电陶瓷驱动的双鳍鱼型微型机器人。在国内，哈尔滨工程工程大学开展了仿生机器张宇的研究工作。北京航空航天大学机器人研究所研制了机器鳗鱼、机器海豚以及采用扁平宽大的斧形水动力外型的SPC系列仿生机器鱼。中科院沈阳自动化研究所研制了两关节的仿生机器鱼模型。北京大学力学与工程科学系研制了仿生海豚样机。中科院北京自动化研究所研发出微小型机器鱼、多传感器仿生机器鱼等。

然而，目前国内外仿生机器鱼的上浮与下沉机构结构复杂，制造成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于解决上述技术问题的仿生机器鱼。

本实用新型实施例提供一种仿生机器鱼的上浮下沉机构，包括用于控制鱼头上浮与下潜的第一储排水罐、用于控制鱼身上浮与下潜的第二储排水罐、与第一储排水罐及第二储排水罐连接的储气罐、以及用于控制储气罐与第二储排水罐及第一储排水罐之间进行气体交换的气泵，所述第一储排水罐安装在鱼身的前部，所述第二储排水罐安装在鱼身的中部。

进一步地，所述鱼身包括与所述鱼头固定连接的鱼颈骨架，所述第一储排水罐安装在所述鱼颈骨架内。

进一步地，所述鱼身包括与鱼头连接的躯干骨架及与所述躯干骨架连接的尾部骨架，躯干骨架包括多个彼此铰接在一起以形成躯干骨架的躯干关节，所述躯干骨架上设置有电控盒，所述电控盒将躯干骨架分成前部躯干骨架与后部躯干骨架，所述后部躯干骨架的位于最前端的躯干关节与所述电控盒连接，所述第二储排水罐设置在所述后部躯干骨架的位于最前端的躯干关节内。

进一步地，躯干关节呈U形，包括呈片状且横向设置的第一部，位于第一部下方且呈片状的第二部，以及两端分别与第一部及第二部连接的连接部，其中，相邻的两个躯干关节的两个第一部连接，相邻的两个躯干关节的两个第二部连接，所述第二储排水罐设置在所述后部躯干骨架的位于最前端的躯干关节的第一部及第二部之间。

进一步地，所述上浮下潜机构还包括第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀分别均分别包括两个第一导气口、第二导气口、与第一导气口及第二导气口连接的第三导气口，控制第一导气口与第三导气口导通的第一阀门开关，以及控制第二导气口与第三导气口导通的第二阀门开关,第一电磁阀的第一导气口与第二导气口分别与第一储排水罐及第二储排水罐连接，第二电磁阀的第一导气口及第二导气口对应第三电磁阀的第二导气口及第一导气口连接，储气罐连接在第二电磁阀的第一导气口与第三电磁阀的第二导气口之间，第一电磁阀的第三导气口连接在第二电磁阀的第二导气口与第三电磁阀的第一导气口之间，第三电磁阀的第三导气口通过气泵与第二导气阀的第三导气口连接。

进一步地，所述第一储排水罐包括第一罐体及设置在该第一罐体内的第一气囊，其中所述第一罐体上开设有第一接水口，并通过该第一接水口与外界的水相连通，第一电磁阀的第一导气口与第一储排水罐的第一气囊连接。

进一步地，所述第二储排水罐包括第二罐体及设置在该第二罐体内的第二气囊，其中所述第二罐体上开设有第一接水口，第一电磁阀的第二导气口与第二储排水罐的第一气囊连接。

由于上述技术方案的应用，本实用新型具有以下有益效果：