基于内部流体压力调节的变刚度柔性仿生鱼模型制造技术

本发明专利技术提出了一种基于内部流体压力调节的变刚度柔性仿生鱼模型，包括鱼头部、鱼体和尾鳍，鱼头部内安装有气动动力控制单元；所述鱼体包括四个内部锥形气动肌肉和嵌套式串并联单元，嵌套式串并联单元作为仿生鱼的脊柱和骨架，四个内部锥形气动肌肉分别位于嵌套式串并联单元内部，每个内部锥形气动肌肉的前端与鱼头部连接，其末端通过刚性固定件与尾鳍连接，气动动力控制单元分别与嵌套式串并联单元和四个内部锥形气动肌肉连接，气动动力控制单元通过调节内部锥形气动肌肉内部压强，来实现鱼体的摆动和扭转，或改变平均压强使得鱼体的末尾部刚度发生变化。本发明专利技术更加灵活；可以根据游动速度调节尾部刚度，更加节能、高效。

Variable stiffness Flexible Biomimetic Fish model based on internal fluid pressure regulation

The invention provides a model of internal fluid pressure regulating variable stiffness based on Flexible Biomimetic Fish, including fish head, fish head and tail fin, are installed in the pneumatic power control unit; wherein the fish body comprises four internal conical pneumatic muscle and nested parallel unit, nested parallel as a unit of bionic fish spine and skeleton, four internal conical pneumatic muscles are located in nested parallel unit, front and head of each internal cone of pneumatic muscle at the end connected by rigid connection and fin fixing parts, pneumatic power control unit is respectively connected with the nested parallel unit and four the internal conical pneumatic muscle connection, pneumatic power control unit by adjusting the internal conical pneumatic pressure within the muscle, to realize the fish swing and twisting, or change the average pressure of the fish at the end of the The stiffness of the part varies. The invention is more flexible; the tail stiffness can be adjusted according to the swimming speed, and the utility model is more energy saving and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于内部流体压力调节的变刚度柔性仿生鱼模型
本专利技术主要涉及到水下仿生机器人领域，具体涉及一种基于内部流体压力调节的变刚度柔性仿生鱼模型。
技术介绍
目前对BCF类鱼的游动机理研究表明：1.鱼脊柱上附有肌肉组织，牵动鱼尾在水中摆动，产生逆卡门涡街，利用其产生的反作用力推动鱼体前进；2.鱼尾部分脊柱周围分布4块大的肌肉群，在鱼游动时调节自身的紧绷程度来变化鱼尾的刚度，由于不同的游动速度需要不同的刚度以使身体的自然频率与尾部摆动频率达到匹配，从而大大地降低能量消耗；3.脊柱周围的4块肌肉群可以通过收缩自身来实现鱼尾的各个方向弯曲，产生较大的冲量，实现了鱼在游动过程中的转向、逃逸、高速巡航等多种动作，减小了转弯半径，使之更加灵活。现阶段国内外科研机构对身体-鱼鳍类BodyandCaudalFin，BCF仿鱼机器人的设计大多采用并联机构作为鱼尾的主要结构，以实现各向同性和将解耦中心设置在月牙形尾鳍上。但是这种结构不能满足机器鱼在水中运动的灵活性，转弯半径过大，而且难以根据鱼的游动速度调节鱼尾的刚度，推进效率没有真鱼高，需要进一步的研究和实验。
技术实现思路
基于以上不足之处，本专利技术提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于内部流体压力调节的变刚度柔性仿生鱼模型，包括鱼头部、鱼体(2)和尾鳍(3)，鱼头部和鱼体外部包裹有蒙皮，鱼头部内安装有气动动力控制单元；其特征在于：所述鱼体包括四个内部锥形气动肌肉(1)和嵌套式串并联单元，嵌套式串并联单元作为仿生鱼的脊柱和骨架，四个内部锥形气动肌肉(1)分别位于嵌套式串并联单元内部，每个内部锥形气动肌肉(1)的前端与鱼头部连接，其末端通过刚性固定件与尾鳍连接，气动动力控制单元分别与嵌套式串并联单元和四个内部锥形气动肌肉连接，气动动力控制单元通过调节内部锥形气动肌肉内部压强，来实现鱼体的摆动和扭转，或改变平均压强使得鱼体的末尾部刚度发生变化。

【技术特征摘要】
1.一种基于内部流体压力调节的变刚度柔性仿生鱼模型，包括鱼头部、鱼体(2)和尾鳍(3)，鱼头部和鱼体外部包裹有蒙皮，鱼头部内安装有气动动力控制单元；其特征在于：所述鱼体包括四个内部锥形气动肌肉(1)和嵌套式串并联单元，嵌套式串并联单元作为仿生鱼的脊柱和骨架，四个内部锥形气动肌肉(1)分别位于嵌套式串并联单元内部，每个内部锥形气动肌肉(1)的前端与鱼头部连接，其末端通过刚性固定件与尾鳍连接，气动动力控制单元分别与嵌套式串并联单元和四个内部锥形气动肌肉连接，气动动力控制单元通过调节内部锥形气动肌肉内部压强，来实现鱼体的摆动和扭转，或改变平均压强使得鱼体的末尾部刚度发生变化。2.根据权利要求1所述的一种基于内部流体压力调节的变刚度柔性仿生鱼模型，其特征在于，所述的嵌套式串并联单元包括左、右气动肌肉(4)、多层直径逐渐缩小的前斜韧带环(5)、多根柔性杆(6)、多根牵引绳(7)、中心刚性杆件(8)、多根单支撑杆(9)、多根双支撑杆(10)和多个定滑轮(11)；嵌套式串...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜洪洲，陈巍巍，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23