[实用新型]仿生机械海豚

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人领域，特别是涉及一种仿生机械海豚。

背景技术

目前国内外常见的无人水下航行器如自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)、遥控水下航行器(Remotely Operated Vehicle,ROV)等多采用传统的螺旋桨推进器。螺旋桨推进技术在实际应用中有着不可替代的优势,理论研究和实际应用都已经比较成熟,但其自身亦存在不足,如噪声大、对环境扰动大、运动灵活性和隐蔽性较差等,应用场合受到限制。为了提高水下机器人的运动能力,人们不断研究新型的推进方式，于是人们力求从丰富多彩的鱼类身上获得灵感，将它们的运动机理和行为方式运用到对水下机器人运动机理和控制的研究中，以提高水下机器人的推进效率和速度。

文献1“申请公布号是CN1663881A中国发明专利”公开了一种智能机器海豚。该智能机器海豚包括刚性海豚头，设置在所述海豚头内部的铝制骨架，设置在所述铝制骨架上的电源装置、控制装置、传感装置和配重块；由转弯机构、背腹式推进机构和弹性软体组成的弹性海豚体，以及由鳍肢机构、背鳍机构和尾鳍组成的仿鳍装置。由于加入了鳍肢机构、背鳍机构，虽然能实现转向功能，但结构过于复杂，密封效果差，很难实现在较大水深下的游动；由于背腹式游动效率低于鲹科加月牙尾式游动效率，导致虽然该发明能拟合正弦摆尾曲线，但并不能准确的模拟出海豚真实摆尾的曲线。

发明内容

为了克服现有智能机器海豚结构复杂的不足，本实用新型提供一种仿生机械海豚。该仿生机械海豚包括海豚头部和尾鳍结构两部分，海豚头部与背鳍、腹鳍均为刚性固连，所述的海豚头部装有姿态传感器、水压传感器、温度传感器、丝杠滑块机构、电源装置和控制装置；所述的尾鳍结构中装有转弯机构、背腹式推进机构和尾鳍；海豚头部通过螺纹密封装置与弹性防水外皮密封，尾鳍与弹性防水外皮通过多重密封环进行密封。通过螺纹密封装置使海豚整体密封效果好，通过转弯机构使机械海豚灵活转弯，通过丝杠滑块机构结合尾鳍结构实现灵活的上浮、下潜功能，通过背腹式推进机构和尾鳍结构同时驱动，实现了背腹式运动与鲹科加月牙尾式运动的结合，能更逼真的模拟海豚的游动模式。本实用新型结构简单，实用性好。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种仿生机械海豚，其特点是包括海豚头部1和尾鳍结构30，所述海豚头部1内部设有姿态传感器10、水压传感器 7、温度传感器2、湿度传感器11、丝杠滑块机构44、锂聚电池12、控制装置3、第一舵机固定板16和电池支撑板5；第一舵机17通过第一舵机固定板16固定于海豚头部1，电池支撑板5通过第一舵机连接件15与第一舵机17固连，锂聚电池12放于电池支撑板5上，丝杠滑块机构44通过海豚头部1的卡槽放于电池支撑板5下方，水压传感器7放于丝杠滑块机构44下方，温度传感器2放于控制装置3上方，姿态传感器 10位于锂聚电池12上方；所述第一舵机17通过第二舵机连接件18与第三舵机连接件19相连，第二舵机20与第三舵机连接件19固连，第二舵机20通过第四舵机连接件21与第五舵机连接件23相连，第三舵机24与第五舵机连接件23固连；所述第三舵机24通过第六舵机连接件25与第四舵机26相连，第四舵机26输出轴的一端与连轴盘27固连，第四舵机26输出轴的另一端装有固定齿轮32，连轴盘27通过第一轴承39与第一轴28相连，通过第二轴承40与第二轴29相连，第一轴28上装有第一同步轮37、第一弹簧卡子41、第三轴承43和主动齿轮33，第二轴29上装有第二同步轮38、第二弹簧卡子42和第四轴承45，第一同步轮37与第二同步轮38通过同步带 36相连；所述第三轴承43与第四轴承45上套有轴套板35，轴套板35的第二轴29 处装有保护盖34与轴套板35固连。第二轴29的突出端通过尾鳍结构30与豚尾31 固连；所述丝杠滑块机构44中，步进电机9固连于丝杠架8，步进电机9的输出轴与丝杠46固连，丝杠46通过第五轴承4与丝杠架8相连，使丝杠46只能旋转，配重滑块6通过螺纹连接于丝杠46。所述海豚头部1通过螺纹密封与螺纹连接件47相连，弹性外皮22通过多重密封环与螺纹连接件47固连。