[实用新型]仿生机器鱼

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。

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身结构复杂，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，包括鱼身，所述鱼身包括躯干骨架及尾部骨架，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，尾部骨架包括多个彼此铰接在一起以形成鱼尾部的尾部关节，位于前端的尾部关节与位于后端的躯干关节连接，所述鱼身上设置有至少两个鱼身摆动装置，每个鱼身摆动装置包括鱼身摆动电机、绕线轮及缠绕在绕线轮上的拉绳，其中所述绕线轮套设在鱼身摆动电机的转轴部上，所述拉绳的两端自绕线轮向外伸出，所述鱼身摆动装置分为躯干摆动装置及尾部摆动装置，躯干摆动装置的鱼身摆动电机安装在躯干骨架的躯干关节内，拉绳的两端沿着多个躯干关节的排布方向同时向前或向后延伸并依次穿设多个躯干关节后与位于最前端或最后端的躯干关节固定；尾部摆动装置的鱼身摆动电机安装在位于最后端的躯干关节内，拉绳的两端沿着多个尾部关节的排布方向同时向后延伸并与依次穿过多个尾部关节后与位于最后端的尾部关节固定。

进一步地，所述躯干关节呈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，鱼身摆动电机安装在对应的躯干关节的第一部与第二部之间。

进一步地，所述连接部在邻近第一部的端部开设有过口，相邻两个躯干关节的其中一个躯干关节中的第一部插入另一躯干关节的连接部上的过口内且两个第一部相抵靠并通过竖向设置的销轴铰接，两个相邻的躯干关节的两个第二部上下分布并相互接触且通过竖向设置的销轴铰接。

进一步地，所述躯干骨架上设置有电控盒，电控盒将躯干骨架分成前部躯干骨架与后部躯干骨架，所述躯干摆动装置的数量为两个，两个躯干摆动装置的鱼身摆动电机分别设置在前部躯干骨架与后部躯干骨架的躯干关节内。

进一步地，前部躯干骨架的位于后端的躯干关节的第一部与第二部的自由端朝向电控盒且与电控盒固定连接，后部躯干骨架的位于前端的躯干关节的第一部与第二部的自由端朝向电控盒设置且与电控盒固定连接。

进一步地，连接部的顶部对称地开设有两个穿孔，躯干摆动装置中的拉绳的两端穿过躯干关节的连接部上的过线孔并与位于最后端或者最前端的躯干关节固定。

进一步地，尾部关节包括横向设置的第一连接片，位于第一连接片下方的第二连接片，以及两端分别与第一连接片及第二连接片的第三连接片，两个相邻尾部关节的两个第一连接片上下分布并相互接触连接，两个相邻尾部关节的两个第二连接片上下分布并相互接触连接。

进一步地，所述第三连接片在邻近第一连接片的端部开设有穿口，相邻两个尾部关节的其中一个尾部关节中的第一连接片插入另一尾部关节的第三连接片上的穿口内且两个第一连接片相抵靠连接。