[发明专利]一种用于水下的仿生海豚机器装置及系统

说明书

本发明涉及一种用于水下的仿生海豚机器装置及系统，装置包括主体单元、尾鳍单元、胸鳍单元、浮沉单元、重心调节单元和控制单元。系统包括仿生海豚机器装置和远程控制装置。其优点在于，通过浮沉单元，在增加自重的同时，利用主体单元的密封结构，压缩主体单元的内部空气，达到改变自重的作用，并改变浮力，实现悬停；通过重心调节单元，改变重心，从而实现上浮、下沉动作；利用浮沉单元和重心调节单元进行配合，提高仿生海豚机器装置在水中游动的自由度和灵活性；仿生海豚机器装置的重心在下半部分，能够在任何角度入水的情况下实现平衡。

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种用于水下的仿生海豚机器装置及系统。

背景技术

在江河湖海进行勘探、监测、采样时，需要进行水下作业，一般会让工作人员潜水工作。但是遇到大风大量、水位上涨、洪水来袭时，容易出现安全隐患。

在涉及水下作业时，驾驶专业船只或使用人力进行水下作业都费时费力，传统螺旋桨水下机器人易受到水草，砂石等影响。

为了解决上述问题，科研院校和企业开发了很多水下机器人来完成上述工作。

北京大学工学院智能仿生机器实验室研制了一种装配有机械鳍肢的新型仿生机器海豚系统。用一个串联的、多关节的上下摆动机构来实现背腹式运动，用左右摆动的转弯机构和两自由度运动的鳍肢机构来实现机动运动。该项目以五个自由度，模拟海豚游泳时尾部的控制方式。并通过步进电机控制拉绳和转轴来控制胸鳍。然而这种系统不具有上浮、下潜、只能以特定角度入水，以其他角度入水时不容易平衡、出现倾倒等问题。

中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学实验室，研发了一种基于形体和运动仿生的机器海豚。采用三自由度鳍肢来实现上升下潜运动和制动，以及一套独立的转弯机构来实现机器海豚的转向。同样地，这种系统只能以特定角度入水，以其他角度入水时不容易平衡、出现倾倒等问题。

目前针对相关技术中存在的无法实现上浮下潜、只能以特定角度入水、无法保持平衡等问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种用于水下的仿生海豚机器装置及系统，以解决相关技术中存在的无法实现上浮下潜、只能以特定角度入水、无法保持平衡等问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种用于水下的仿生海豚机器装置，包括：

主体单元；

尾鳍单元，所述尾鳍单元可拆卸地设置于所述主体单元的尾端；

胸鳍单元，所述胸鳍单元对称且可拆卸地设置于所述主体单元的两侧；

浮沉单元，所述浮沉单元设置于所述主体单元的内部，用于调节所述主体单元的重量；

重心调节单元，所述重心调节单元设置于所述主体单元的内部，用于调节所述主体单元的重心；

控制单元，所述看内置单元设置于所述主体单元的内部，并分别与所述尾鳍单元、所述胸鳍单元、所述浮沉单元、所述重心调节单元连接。

在其中的一些实施例中，所述主体单元包括：

第一壳体元件；

第一安装元件，所述第一安装元件设置于所述第一壳体元件的尾端，并与所述尾鳍单元连接；

第二安装元件，所述第二安装元件对称地设置于所述第一壳体元件的两侧，并与对应的所述胸鳍单元连接；

通孔元件，所述通孔元件设置于所述第一壳体元件的表面，用于使所述尾鳍单元、所述胸鳍单元经所述通孔元件与所述控制单元连接，以及使所述浮沉单元与外界连通；