[发明专利]一种柔性仿生机器鱼

说明书

本发明公开一种柔性仿生机器鱼，主要包括机器鱼外壳、驱动模块、动作模块和控制模块，机器鱼外壳包括鱼头壳、鱼身壳和鱼尾壳；驱动模块包括采用形状记忆合金丝作为驱动元件的驱动板；动作模块的一端与驱动模块连接，另一端与鱼尾壳连接，以驱使鱼尾壳往复摆动；控制模块与驱动模块通讯连接，以调控驱动板的动作周期。本发明的各模块位置分布清晰，拆装方便；通过设置采用形状记忆合金丝作为驱动元件的驱动板，并将其作为驱动器，重量轻，力矩大，体积小，可较容易地实现仿生机器鱼的理想工作状态。

技术领域

本发明属于机械设计领域，涉及一种仿生机器鱼，特别是涉及一种由形状记忆合金驱动的柔性仿生机器鱼。

背景技术

鱼类的游动有着效率高、速度快等特点，因此从仿生学的角度出发，人们研制出各种各样的仿生机器鱼。正是仿生机器鱼的出现扩大了人类对海洋的探索领域，使人们更容易地进行水质勘测、水中地形绘制等任务。

目前，仿生机器鱼的驱动方式主要是电机驱动，就是利用电机和舵机带动螺旋桨或者转化为鱼鳍的运动实现机器鱼的游动，再配合传感器或者摄像头等感知装置就可以实现机器鱼的无人控制模式。但是，由于电机的重量较大，体积较大，导致机器鱼在重量和结构上都很难进行协调布局；同时由于电机的力矩较小，响应较慢等因素导致仿生机器鱼很难达到预期的工作状态。

因此，需要设计一种重量较轻，响应较快，力矩较大的仿生机器鱼，以克服上述现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性仿生机器鱼，以解决上述现有技术存在的问题，该仿生机器鱼由形状记忆合金驱动，重量较轻，响应较快，力矩较大，可实现仿生机器鱼的平稳游动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种由形状记忆合金驱动的柔性仿生机器鱼，主要包括：

机器鱼外壳，所述机器鱼外壳包括鱼头壳、鱼身壳和鱼尾壳；

驱动模块，所述驱动模块固定设置于所述鱼头壳或所述鱼身壳内，其包括采用形状记忆合金丝作为驱动元件的驱动板；

动作模块，所述动作模块设置于所述鱼头壳或所述鱼身壳内，且所述动作模块的一端与所述驱动模块连接，另一端与所述鱼尾壳连接，以驱使所述鱼尾壳往复摆动；

控制模块，所述控制模块设置于所述鱼头壳或所述鱼身壳内，所述控制模块与所述驱动模块通讯连接，以调控所述驱动板的动作周期。

可选的，所述控制模块包括：

单片机固定板，所述单片机固定板固定设置于所述鱼头壳内；

单片机，所述单片机固定设置于所述单片机固定板的一侧，用于与所述驱动模块通讯连接。

可选的，所述驱动模块还包括：

驱动板底板，所述驱动板底板固定设置于所述鱼头壳内，用于固定所述驱动板；所述驱动板至少设置有一块，且至少一块所述驱动板上设置有结构孔；

驱动板零件组，所述驱动板零件组包括驱动板连杆和横动滑块，所述驱动板连杆的一端连接所述结构孔，另一端连接所述横动滑块；所述驱动板或所述驱动板底板上设置有供所述横动滑块滑动的第一滑道，所述第一滑道沿垂直于所述驱动板连杆的方向延伸；所述驱动板连杆与所述动作模块连接。

可选的，所述驱动板底板固定设置于所述单片机固定板的另一侧。

可选的，所述动作模块包括滑块连杆机构，所述滑块连杆机构的一端连接所述驱动板连杆，另一端连接所述鱼尾壳，以驱使所述鱼尾壳往复摆动。

可选的，所述滑块连杆机构包括：

第二滑道，所述第二滑道固定于所述驱动板底板上，且其沿所述机器鱼外壳的长度方向延伸；