[发明专利]一种两自由度的柔性仿生鱼驱动装置及驱动方法

权利要求书

1.一种两自由度的柔性仿生鱼驱动装置，驱动装置设置在仿生鱼壳（1）内，所述仿生鱼壳（1）由前端的硬质鱼壳（101）和后端的柔性鱼尾（102）组成，所述驱动装置包括主控单元（2）、驱动控制单元（3）、驱动机械单元（4）和检测单元，所述驱动控制单元（3）包括驱动控制电路和电机驱动电路，其特征在于，所述驱动机械单元（4）包括驱动壳体（6）、第一电机（7）、第二电机（8）、鱼尾摆动板（9）和摆动机构，所述驱动壳体（6）固定设置在硬质鱼壳（101）内，驱动壳体（6）呈前端开口的矩形壳体，驱动壳体（6）的后壁中部横向设置有一字型滑槽，所述第一电机（7）和第二电机（8）分别上下对称固定设置在驱动壳体（6）前端，所述鱼尾摆动板（9）包括前鱼尾摆动板（901）和后鱼尾摆动板（902），所述前鱼尾摆动板（901）前端穿过驱动壳体（6）的滑槽且与摆动机构传动连接，前鱼尾摆动板（901）后端开有槽孔，所述后鱼尾摆动板（902）前端通过槽孔与前鱼尾摆动板（901）滑动连接，后鱼尾摆动板（902）后端镶嵌在柔性鱼尾（102）内；

所述摆动机构包括转轴（10）、轴套（11）、主动伞齿轮（12）、从动伞齿轮（13）和摆动座（14），所述转轴（10）纵向设置在驱动壳体（6）中部，所述摆动座（14）转动套合在转轴（10）中部，摆动座（14）后端与前鱼尾摆动板（901）的前端转动连接，所述从动伞齿轮（13）固定套合在前鱼尾摆动板（901）上，所述轴套（11）和主动伞齿轮（12）的数量均为两个，两个所述主动伞齿轮（12）分别固定设置在两个轴套（11）的一端，两个轴套（11）转动套合在转轴（10）上且相互对称设置在摆动座（14）的上下两侧，两个主动伞齿轮（12）均与从动伞齿轮（13）相互啮合，两个轴套（11）远离主动伞齿轮（12）的一端通过蜗轮蜗杆机构分别与第一电机（7）和第二电机（8）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种两自由度的柔性仿生鱼驱动装置，其特征在于，驱动控制单元（3）包括驱动控制电路和电机驱动电路，所述驱动控制单元（3）一端电机相连，另一端与主控单元（2）相连，驱动控制电路用于输出两路独立的PWM波，电机驱动电路用于实现第一电机（7）和第二电机（8）正反向驱动。

3.根据权利要求1所述的一种两自由度的柔性仿生鱼驱动装置，其特征在于，所述检测单元包括超能换声器模块（501）、MEMS陀螺仪（502）、旋转角度传感器（503）、光栅式角度传感器（504）和气压式压力传感器（505）。

4.根据权利要求3所述的一种两自由度的柔性仿生鱼驱动装置，其特征在于，所述超能换声器模块（501）和MEMS陀螺仪（502）均固定设置在硬质鱼壳（101）内，所述气压式压力传感器（505）密封固定设置在硬质鱼壳（101）前端，所述旋转角度传感器（503）套合在前鱼尾摆动板（901）上且设置在驱动壳体（6）的滑槽内，所述光栅式角度传感器（504）固定设置在摆动座（14）前方，摆动座（14）前端面上固定设置有与光栅式角度传感器（504）对应的光栅（506），超能换声器模块（501）、MEMS陀螺仪（502）、旋转式角度传感器和光栅式角度传感器（504）均与主控单元（2）相连。

5.一种两自由度的柔性仿生鱼驱动方法，所述两自由度的柔性仿生鱼包括权利要求1～4任一项所述的柔性仿生鱼驱动装置，其特征在于，包括前行驱动方法和转向驱动方法。