一种拉线式柔性仿生机器鱼身制造技术

技术编号:18995865 阅读:62 留言:0更新日期:2018-09-22 04:00
本发明专利技术公开了一种拉线式柔性仿生机器鱼身;拉线式柔性仿生机器鱼身包括躯干、鱼尾、细线和定位销。躯干和鱼尾依次通过细线串联成一个整体,细线首端通过舵机等动力装置拉动,末端粘于鱼尾根部,各躯干侧面开设小孔用于穿线。各躯干及鱼尾之间用定位销从底部穿过连接,定位销底部与躯干和鱼尾底部通过静摩擦力连接,上部与躯干和鱼尾无接触,不影响各鱼身段间及鱼身与鱼尾段之间的相互转动。躯干及鱼尾之间设定最大转动角度,整条鱼身的最大摆动角度可达80°。本发明专利技术相比较传统的机器鱼,采用拉线驱动,控制方便可靠,结构小巧简单,同时高柔性的特点使得仿生度大大提高。

A flexible flexible bionic robot fish

The invention discloses a flexible wire-drawing bionic robot fish body, which comprises a trunk, a fish tail, a thin wire and a positioning pin. The trunk and tail of the fish are connected in series through thin lines. The head of the thin line is pulled by power devices such as steering gear, and the end sticks to the root of the tail. The bottom of the positioning pin is connected with the trunk and the bottom of the tail by static friction. The upper part has no contact with the trunk and the tail, and does not affect the rotation between the body and the tail. The maximum rotation angle between the trunk and fishtail is set. The maximum swing angle of the whole fish can reach 80 degrees. Compared with the traditional robot fish, the invention adopts the wire drawing drive, which has the advantages of convenient and reliable control, compact and simple structure, and high flexibility, thereby greatly improving the bionics.

【技术实现步骤摘要】
一种拉线式柔性仿生机器鱼身
本专利技术设计机器鱼领域,特别是一种拉线式柔性仿生机器鱼身。
技术介绍
随着人工智能学科的兴起以及国家大力发展海洋的战略需求,越来越多的水下航行器开始在各个领域得到应用,传统的水下航行器大多利用螺旋桨推进或者泵喷推进,噪声大、隐蔽性低,并且在如有水藻的的特殊水下环境下作业困难。突破单一的水下推进方式已经成为了现在研究的热点,各种仿生技术也就应运而生,其中包括对鱼类的仿生。鱼类在水底游动的整体综合性能好,噪声小,效率高等特点吸引了更多专家展开了对仿生机器鱼的研究。然而,现有仿生机器鱼一种为单关节设计,即头部与身体为一体,仅依靠尾巴的摆动提供前进动力,仿生度太低,推进动力不足,难以快速游动。另一部分比较常见的仿生机器鱼大多采用多关节串联驱动方式,一般通过一个电机或者一个舵机驱动一个关节,通过控制每个电机或舵机的运动来控制每个关节的摆动角度。这种方法控制复杂,对各个电机的同步性要求很高,同时机械机构相当复杂,制作成本高,很难做到小型化。专利技术专利CN10608135B公开了一种仿生机器鱼,可以通过鱼身摆动装置提供前进动力,通过鳍部转动装置实现上浮或下潜功能。该专利技术为多关节驱动方式,柔性好,仿生度高,但是结构冗杂,电机数量多,控制难度大,可靠性不高。基于上述原因,有必要探索一种结构简单、柔性好、仿生度高、控制简单等多种优点基于一体的仿生机器鱼,可简单地实现其在水中运动的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种拉线式柔性仿生机器鱼身,躯干和鱼尾依次通过细线串联成一个整体,细线首端通过舵机等动力装置拉动,末端粘于鱼尾根部。各躯干及鱼尾之间用定位销进行连接,不影响各段之间的相互转动,各段间设定最大转动角度。为实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:一种拉线式柔性仿生机器鱼身,包括躯干、鱼尾、细线和定位销。所述的躯干数量为4个,结构相似,尺寸由大依次变小。所述的躯干前半部分中部掏出扁圆柱形空腔,后半部分中部凸出扁圆柱型实体,按照从大到小的顺序扁圆柱形空腔依次接入前一个躯干的扁圆柱形实体。躯干的底部开设定位销孔槽,孔槽与扁圆柱形空腔相通。扁圆柱形实体打通相同尺寸的孔槽。定位销打入各孔槽中,在底部通过静摩擦力固定。所述的躯干的扁圆形空腔两侧钻有小孔,沿鱼身方向直线打通。所述的鱼尾前半部分中部掏出扁圆柱形空腔,接入最后一个躯干的扁圆柱形实体。鱼尾底部开设定位销孔槽,定位销打入孔槽中与最后一个躯干连接。所述的细线依次穿过躯干侧面的小孔,粘于鱼尾根部,将各躯干及鱼尾连接起来。所述定位销数量为5个。所述的定位销打入各躯干及鱼尾的底部定位销孔槽中,通过静摩擦力连接,上部与躯干和鱼尾无接触,不影响各鱼身段间及鱼身与鱼尾段之间的相互转动。所述的各躯干之间以及最后一个躯干与鱼尾之间可通过拉两侧的细线最大摆动角度均为20°,鱼身整体最大可双侧摆动80°提供前进动力。相比较现有的机器鱼,本专利技术具有如下优点:1、本专利技术通过拉线方式驱动机器鱼身体进行摆动以提供前进动力,仅用一个电机即可完成对鱼身的摆动控制,控制简单、可靠性高。2、本专利技术鱼身各段之间通过定位销连接,无需像传统的机器鱼一样多关节串联驱动,机械机构简单,尺寸较传统机器鱼身相比也大为缩小。3、本专利技术鱼身由于高度的欠驱动,可进行80°的柔性“C型”摆动,推进效率高,噪声小,仿生度高可用于水下资源考察及军事探测。附图说明图1为本专利技术的鱼身整体装置示意图;图2为本专利技术的躯干示意图;图3为本专利技术的鱼尾示意图。具体实施方式本实施例是一种拉线式柔性仿生机器鱼身。如图1-3所示,一种拉线式柔性仿生机器鱼身,包括:躯干1、鱼尾2、细线3、定位销4。躯干1和鱼尾2依次通过细线3串联成一个整体,细线3首端通过舵机等动力装置拉动,末端粘于鱼尾2根部。各躯干1及鱼尾2之间用定位销4从底部穿过连接,定位销4底部与躯干1和鱼尾2底部通过静摩擦力连接。整条鱼身设定最大转动角度。所述的躯干1数量为4个,结构相似,尺寸由大依次变小。所述的躯干1前半部分中部掏出躯干扁圆柱形空腔5,后半部分中部凸出扁圆柱型实体6,按照从大到小的顺序躯干扁圆柱形空腔5依次接入前一个躯干的扁圆柱形实体6。躯干1的底部开设躯干定位销孔槽8,躯干定位销孔槽8与躯干扁圆柱形空腔5相通。扁圆柱形实体6打通相同尺寸的孔槽。定位销4打入各孔槽中,在底部通过静摩擦力固定。所述的躯干1的扁圆形空腔5两侧钻有小孔7,沿鱼身方向直线打通。所述的鱼尾2前半部分中部掏出鱼尾扁圆柱形空腔11,接入最后一个躯干的扁圆柱形实体6。鱼尾2底部开设鱼尾定位销孔槽12,定位销4打入孔槽中与最后一个躯干1连接。所述的细线3依次穿过躯干1侧面的小孔7,粘于鱼尾2根部,将各躯干1及鱼尾2连接起来。所述定位销4数量为5个。所述的定位销4打入各躯干1及鱼尾2的底部躯干定位销孔槽8和鱼尾定位销孔槽12中,通过静摩擦力连接,上部与躯干1和鱼尾2无接触,不影响各躯干1段间及躯干1与鱼尾2段之间的相互转动。下面对实施例进行进一步的说明:图2中的躯干1的前角度限定面10与鱼身垂直线向尾部方向倾斜10°,后角度限定面9与鱼身垂直线向头部方向倾斜10°。每个躯干1的前角度限定面10与上一个躯干的后角度限定面9接触时为两段之间的最大摆动角度,同时限制最大摆动角度为20°。图3中的鱼尾2的角度限定面13与鱼身垂直线向尾部方向倾斜10°,角度限定面13与最后一段躯干1的后角度限定面9接触时为鱼尾2的最大摆动角度,同时限制最大摆动角度为20°。所述的各躯干1之间以及最后一个躯干1与鱼尾2之间可通过拉两侧的细线2最大摆动角度均为20°,鱼身整体最大可双侧摆动80°以提供前进动力。本文档来自技高网...
一种拉线式柔性仿生机器鱼身

【技术保护点】
1.一种拉线式柔性仿生机器鱼身,其特征在于:包括躯干、鱼尾、细线和定位销。躯干和鱼尾依次通过细线串联成一个整体,细线首端通过舵机等动力装置拉动,末端粘于鱼尾根部。各躯干及鱼尾之间用定位销连接,不影响各鱼身段间及鱼身与鱼尾段之间的相互转动。

【技术特征摘要】
1.一种拉线式柔性仿生机器鱼身,其特征在于:包括躯干、鱼尾、细线和定位销。躯干和鱼尾依次通过细线串联成一个整体,细线首端通过舵机等动力装置拉动,末端粘于鱼尾根部。各躯干及鱼尾之间用定位销连接,不影响各鱼身段间及鱼身与鱼尾段之间的相互转动。2.根据权利要求1所述的一种拉线式柔性仿生机器鱼身,其特征在于:所述的躯干数量为4个,鱼尾数量为1个,细线为2根,定位销为5个。3.根据权利要求1所述的一种拉线式柔性仿生机器鱼身,其特征在于:4个躯干前半部分中部掏出扁圆柱形空腔,后半部分中部凸出扁圆柱型实体,按照从大到小的顺序扁圆柱形空腔依次接入前一个躯干的扁圆柱形实体。4.根据权利要求1所述的一种拉线式柔性仿生机器鱼身,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈佩雨王驰宇张进军
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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