[发明专利]一种多驱动的高强度柔性仿生机器鱼

权利要求书

1.一种多驱动的高强度柔性仿生机器鱼，其特征在于：其包括鱼头转向结构、鱼身控制结构和鱼尾驱动结构；所述鱼头转向结构与所述鱼身控制结构的第一端连接，所述鱼身控制结构的第二端与所述鱼尾驱动结构连接；

所述鱼头转向结构包括鱼头外壳、电子控制板、鱼头垂直骨架片、胸鳍、摆动气缸和鱼头水平骨架片；所述鱼头外壳的一端与所述鱼身控制结构的第一端连接，所述电子控制板、鱼头垂直骨架片、摆动气缸和鱼头水平骨架片均设置在所述鱼头外壳的内部；所述鱼身外壳包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳的一端与所述第二外壳的第一端连接；所述鱼头垂直骨架片的一侧与所述电子控制板连接，所述鱼头垂直骨架片设置在所述第一外壳与所述第二外壳连接处，所述胸鳍穿过所述第二外壳的侧壁后与所述摆动气缸的输出端连接，所述摆动气缸控制所述胸鳍的运动；所述鱼头水平骨架片设置在所述第二外壳的内部；

所述鱼身控制结构包括鱼身外壳、鱼身水平骨架片、微型换向阀组、固定圆盘传动件、台式摆动气缸、汇流板、气泵和柔性拉绳；所述鱼身水平骨架片、微型换向阀组、固定圆盘传动件、台式摆动气缸、汇流板和气泵均设置在所述鱼身外壳的内部；所述鱼身外壳的第一端与所述第二外壳的第二端连接；所述鱼身水平骨架片设置在所述鱼身外壳的内部且与所述鱼身外壳的两侧侧面处于垂直状态，所述鱼身水平骨架片的上表面设置有微型换向阀组、固定圆盘传动件、台式摆动气缸和汇流板，所述汇流板的下表面与所述鱼身水平骨架片的上表面连接，所述汇流板的上表面与所述微型换向阀组连接，所述汇流板的控制端与所述台式摆动气缸的输入端连接，所述台式摆动气缸的下表面与所述鱼身水平骨架片的上表面连接，所述台式摆动气缸的上表面的输出端与所述固定圆盘传动件连接，所述固定圆盘传动件上对称设置有两个操控连接件，所述两个操控连接件分别与所述柔性拉绳的第一端连接；所述鱼身水平骨架片的下表面与所述气泵连接，所述气泵的输出端穿过所述鱼身水平骨架片后与所述台式摆动气缸的输入端连接；

所述鱼尾驱动结构包括加强鱼骨、柔性连接柱、鱼尾关节、柔性鱼尾外皮和尾鳍，所述柔性鱼尾外皮的第一端与所述鱼身外壳的第二端连接，所述柔性鱼尾外皮的第二端与所述尾鳍活动连接；所述加强鱼骨、柔性连接柱和多个鱼尾关节均设置在所述柔性鱼尾外皮的内部，相邻的所述鱼尾关节的连接环通过柔性连接柱连接，所述加强鱼骨贯穿多个所述鱼尾关节的中部；所述柔性拉绳的第二端与所述鱼尾关节的末端连接。

2.根据权利要求1所述的多驱动的高强度柔性仿生机器鱼，其特征在于：所述鱼尾关节的两侧开设有预留孔，所述柔性拉绳的第二端贯穿多个所述鱼尾关节同侧的预留孔，并与最末端所述鱼尾关节的预留孔处连接。

3.根据权利要求1所述的多驱动的高强度柔性仿生机器鱼，其特征在于：所述第二外壳的侧壁上对称开设有供所述胸鳍穿过的孔洞。

4.根据权利要求1所述的多驱动的高强度柔性仿生机器鱼，其特征在于：所述鱼尾关节的两侧边缘为圆角形结构；所述鱼尾关节的截面为菱形，所述菱形的锐角处角度为10°～15°；所述连接环的内径为3～5mm，外径为8～10mm，孔深为5～8mm。

5.根据权利要求2所述的多驱动的高强度柔性仿生机器鱼，其特征在于：所述鱼尾关节的预留孔直径大于所述柔性绳的直径。

6.根据权利要求1所述的多驱动的高强度柔性仿生机器鱼，其特征在于：所述固定圆盘传动件与柔性拉绳连接处通过柔性绳堵头进行连接。

7.根据权利要求1所述的多驱动的高强度柔性仿生机器鱼，其特征在于：所述的鱼头外壳、鱼身外壳、尾鳍和柔性鱼尾外皮均为聚乳酸材质。

8.一种用于权利要求1所述的多驱动的高强度柔性仿生机器鱼的驱动方法，包括如下步骤：

S1、当仿生鱼需要向前或转向运动时，电池组为系统供电，气泵向系统中各气动元件供气，电子控制板的控制模块控制微型换向阀组中相应的微型换向阀换向频率；

S2、控制台式摆动气缸的微型换向阀位于左位，即连通位得电时，气源顺利通入台式摆动气缸，进气台式后摆动气缸的摆台左右平面旋转，成周期角度转动；

S3、带动摆台上固定圆盘传动件同步运动，使得与其连接的柔性拉绳拉动鱼尾关节，带动尾鳍的左右摆动，从而使得仿生鱼向前运动；

S4、在前述步骤基础上，若需要转向，则令电子控制的控制模块去控制摆动气缸对应的微型换向阀组中的换向阀，使其左位即连通位得电，从而摆动气缸得电后开始动作，带动胸鳍进行一定角度的连续转动，完成转向运动。