[发明专利]一种基于双斜面偏转关节的机器鱼

摘要

本发明提供一种基于双斜面偏转关节的机器鱼，它包括鱼头、鱼身、鱼尾。所述鱼头和鱼身部分通过3D扫描实际的鱼，对CAD模型进行修改后开模具制作。所述鱼头装有电路板、锂电池或镍氢电池、红外测距传感器、微型陀螺仪、GPS导航模块等。所述鱼身由ABS塑料、PVC材料、铝合金材料、尼龙材料或橡胶材料等构成，内部有支撑结构(支撑环及支撑板)和配重块。所述鱼尾由一个双斜面偏转关节驱动，该关节外包裹波纹管，波纹管由卡环固定在鱼尾和鱼身处，用于防水密封。所述鱼尾固定在近端底座上。本发明基于双斜面偏转关节，具备快速摆动推进特性和良好升潜特性，且易于控制尾鳍的运动参数。

主权项

一种基于双斜面偏转关节的机器鱼，它包括鱼头(9)、鱼身(5)、鱼尾(1)，其特征在于，所述鱼头(9)和鱼身(5)部分通过3D扫描实际的鱼，对CAD模型进行修改后开模具制作，所述鱼头(9)装有电路板、锂电池或镍氢电池、红外测距传感器、微型陀螺仪和GPS导航模块，电路板(6)用于控制机器鱼的行为模式，提供红外测距传感器、微型陀螺仪和GPS导航模块的接口，通过分析采集的传感信号或者遥控信号，引导机器鱼在水中的运动，锂电池或镍氢电池用于机器鱼的电源供应，包括电路板(6)、电机、红外测距传感器(8)、微型陀螺仪、GPS导航模块的电源供应，红外测距传感器(8)用于机器鱼自主巡航时的环境感知，使得机器鱼可以安全自主地在水下工作，微型陀螺仪用于获取机器鱼巡航时的姿态，使得机器鱼能够平稳地在水下工作；GPS导航模块用于机器鱼的定位，为机器人的自主导航提供基础，电路板(6)由鱼头(9)中的支撑板固定，锂电池或镍氢电池与电路板相连接之后固定在支撑板上，置于鱼头(9)下方，红外测距传感器(8)与电路板(6)连接之后固定在支撑板上，置于鱼头(9)前方；微型陀螺仪和GPS导航模块与电路板(6)相连接之后固定在鱼头(9)的后方；所述鱼身(5)由ABS塑料、PVC材料、铝合金材料、尼龙材料或橡胶材料构成，鱼身(5)内部有支撑结构(10)和配重块，所述鱼尾(1)由一个双斜面偏转关节驱动，该关节外包裹波纹管，波纹管由卡环固定在鱼尾(1)和鱼身(5)处，用于防水密封，所述鱼尾(1)固定在双斜面偏转关节的近端底座上；所述双斜面偏转关节包括近端伺服电机(12)、近端底座(13)、第一圆锥滚子轴承(14)、近端联轴器(15)、近端万向节叉(16)、近端谐波减速器(17)、近端轴套(18)、近端斜面转块(19)、第二圆锥滚子轴承(20)、法兰(21)、十字轴(22)、第三圆锥滚子轴承(23)、第四圆锥滚子轴承(29)、远端斜面转块(24)、远端轴套(30)、远端谐波减速器(25)、远端万向节叉(26)、远端联轴器(31)、第五圆锥滚子轴承(32)、远端底座(27)和远端伺服电机(28)；所述近端伺服电机(12)安装在近端底座(13)上，近端底座(13)通过第一圆锥滚子轴承(14)与近端联轴器(15)连接，近端万向节叉(16)与近端底座(13)固结，近端伺服电机(12)通过近端联轴器(15)与近端谐波减速器(17)输入端谐波发生器相连；近端谐波减速器(17)的输出端与近端斜面转块(19)相连；近端轴套(18)通过第二圆锥滚子轴承(20)与近端斜面转块(19)连接；所述远端伺服电机(28)安装在远端底座(27)上，远端万向节叉(26)与远端底座(27)固结，远端联轴器(31)与远端谐波减速器(25)输入端谐波发生器相连；远端谐波减速器(25)的输出端与远端斜面转块(24)相连；所述近端万向节叉(16)与所述远端万向节叉(26)通过十字轴(22)相连，构成一个万向节；所述近端斜面转块(19)与所述远端斜面转块(24)通过装有第三圆锥滚子轴承(23)的法兰(21)相连，实现斜端面上的相互转动，第四圆锥滚子轴承(29)与远端轴套(30)连接，远端联轴器(31)与第五圆锥滚子轴承(32)连接。