[发明专利]一种新型仿生机械鱼

说明书

本发明公开了一种新型仿生机械鱼，它包括鱼体外壳、鱼体内部龙骨和若干鱼体内部骨架，鱼体内部龙骨上还设有控制盒和电池盒，鱼体内部龙骨首端连接转向沉浮机构，尾部连接鱼尾，它与鱼体内部龙骨以前后两处螺栓相连；鱼体内部骨架与鱼体内部龙骨和鱼尾螺栓连接，用于形成鱼体外轮廓，控制盒内部包含控制系统，用于控制仿生机械鱼运动，电池盒内部包含锂离子高性能电池，用于给仿生机械鱼供电。本机械鱼的整体设计简单明了，加工难度不大，控制简单，通过胸鳍和腹鳍的配合控制可实现机械鱼的转弯和上浮下潜，完成多钟多样的水下运动。外形轮廓是根据金枪鱼外形仿生设计的，具有较好的流线和良好的动力学性能。

技术领域

本发明属于仿生用品技术领域，具体涉及一种新型仿生机械鱼。

背景技术

近年来，全球人口的快速增长，陆地资源的逐渐匮乏，占据地球面积71%的海洋必将成为人类今后资源开发的主战场；随着我国综合实力不断增强，海洋的主权意识贯彻始终，军事上走出去离不开先进的海洋装备。因此，对海洋资源的勘测、海洋生物的研究和军事侦察等等在未来会变得尤为重要。采用何种方式对海洋资源进行探测是一个极为重要的问题，毫无疑问，对海洋进行探测的水下探测器必须具有效率高、速度快、灵活性高等特点，而海洋中数量庞大的鱼类恰好具备这些特点。目前国内主要由北京航空航天大学、中国科学院自动化所、中科院研究生院、中国科学技术大学、哈尔滨工业大学，沈阳自动化所、上海交通大学、哈尔滨工程大学等机构开展了仿生机械鱼的研制工作。

目前国内仿生机械鱼研究可粗略的分为两类，一类是利用胸鳍作为动力，这种方式使得机械鱼的机动性能很高但推进效率不高；另一类是仿尾鳍的方式，利用胸鳍上浮下潜，推进效率虽高但是机动性较弱。而真实的鱼类在一定程度上可以配合使用两种驱动方式，既可以高速游动，又由很强的机动性。而现有市场上的仿生鱼尾推进机构大多以曲柄摇杆机构为主，仿生性低，推进效率不高；有些甚至是直接控制电机正反转实现鱼尾摆动，电机耗损严重。

发明内容

针对上述现有的问题，本发明有的目的在于提供一种新型仿生机械鱼。

所述的一种新型仿生机械鱼，包括鱼体外壳、鱼体内部龙骨和若干鱼体内部骨架，其特征在于鱼体内部龙骨上还设有控制盒和电池盒，鱼体内部龙骨首端连接转向沉浮机构，尾部连接鱼尾，转向沉浮机构、鱼尾与鱼体内部龙骨通过螺栓相连；鱼体内部骨架与鱼体内部龙骨和鱼尾螺栓连接，用于形成鱼体外轮廓，控制盒内部包含控制系统，用于控制仿生机械鱼运动，电池盒内部包含锂离子高性能电池，用于给仿生机械鱼供电。

所述的一种新型仿生机械鱼，其特征在于鱼尾包括设置在鱼体内部龙骨上的鱼尾支撑架，减速直流电机和曲柄圆盘设置在鱼尾支撑架上、下位置且相互连接，滑块通过两个光轴设置在两个鱼尾支撑架之间，鱼尾支撑架端部设有U型支撑块，U型支撑块通过螺栓与鱼体内部龙骨连接，U型限位块、鱼尾拉杆和鱼尾中杆一端通过转轴与U型支撑块活动连接，U型限位块位于鱼尾拉杆下方，滑块一端通过第一鱼尾连杆连接鱼尾拉杆，另一端通过第二鱼尾连杆连接曲柄圆盘，鱼尾中杆另一端与鱼尾连接块连接，鱼尾连接块还连接鱼尾斜杆一端和尾鳍，鱼尾斜杆另一端固定在鱼尾拉杆上，减速直流电机连接控制盒和电池盒。

所述的一种新型仿生机械鱼，其特征在于鱼尾连接块为直角形结构，鱼尾中杆与鱼尾连接块的连接点为直角位置，鱼尾斜杆、尾鳍与鱼尾连接块的连接点分别为两直角边的外端部。

所述的一种新型仿生机械鱼，其特征在于转向沉浮机构包括沉浮控制机构及转向控制机构。

所述的一种新型仿生机械鱼，其特征在于沉浮控制机构包括活动安装在轴承支架上的胸鳍输出轴及胸鳍舵机，胸鳍舵机通过胸鳍摇杆连接胸鳍连杆一端，胸鳍连杆另一端通过胸鳍拉杆设置在胸鳍输出轴中部，胸鳍输出轴两端分别连接左胸鳍和右胸鳍，胸鳍舵机与连接控制盒和电池盒，胸鳍连杆上贯穿设置圆形件，内部龙骨与圆形件通过直角连接件和螺栓连接。

所述的一种新型仿生机械鱼，其特征在于胸鳍连杆穿出鱼体内部骨架，中部通过鱼体内部骨架定位。