一种单关节水中机器鱼制造技术

本发明专利技术涉及一种单关节水中机器鱼，包括壳体、主板舱、运动控制舱和电池舱；所述壳体的外轮廓呈仿生鱼形，其一端为前壳体，另一端为仿生鱼尾结构，所述主板舱前端与所述前壳体内侧适配安装，所述主板舱内设置有镜头组、偏心防抖机构和主PCB板，所述运动控制舱与所述主板舱的后端连接，所述运动控制舱内设置有三轴联动装置和传动装置，所述电池舱位于所述运动控制舱下方。本发明专利技术的单关节水中机器鱼经过特殊的设计，能够实现水深探测，水质监测，水下摄影，水下探索，鱼群检测，食料投放，药品投放，水下工程验收，水下通讯，水下打捞，水下救生，海上营救，海、河、湖床测绘，水下金属探伤等功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种单关节水中机器鱼
本专利技术涉及水下探测装置
，尤其是一种单关节水中机器鱼。
技术介绍
机器鱼的高速、高效、高伪装性、高机动性、以及强适应性，使得其在军事应用、生物观察以及狭小空间内的检测等方面具有重要应用和迫切需求。但是由于充电问题的限制，现有技术中的机器鱼无法执行长时间远距离的任务，严重限制了机器鱼在水下尤其是海洋中执行任务的能力。目前，大多数的机器鱼都采用多关节串联的驱动方式，这种控制方式较为复杂，不利于对在水中的机器鱼操纵，且结构复杂成本高，份量重。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电池续航时间长、结构简单且较为灵活的单关节水中机器鱼。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种单关节水中机器鱼，包括：壳体，所述壳体呈鱼形轮廓，其一端为前壳体，另一端为仿生鱼尾结构，所述前壳体和所述仿生鱼尾结构通过上壳体和下壳体连接；主板舱，所述主板舱前端与所述前壳体适配安装，所述主板舱内设置有用于收集图像的镜头组、用于防侧抖的偏心防抖机构和用于控制运动轨迹和姿态的主PCB板，所述镜头组与所述偏心防抖机构连接；运动控制舱，所述运动控制舱与所述主板舱的后端连接，所述运动控制舱内设置有用于实现俯仰姿态及左右姿态平衡调整的三轴联动装置和传动装置，所述传动装置的输出端与所述仿生鱼尾结构连接，所述传动装置的输入端与所述三轴联动装置的输出端连接；电池舱，所述电池舱位于所述运动控制舱下方，所述电池舱的下端与所述下壳体固定连接，用于为主板舱和运动控制舱提供电源供应。本专利技术的有益效果是：本专利技术的单关节水中机器鱼设置镜头组进行图像收集和录取处理，能够实现水下摄像功能；设置偏心防抖机构实现了二维度的防侧抖及图像的稳定输出，设置主PCB板实现了运动轨迹及姿态的算法调整；设置三轴联动装置实现了机器鱼俯仰姿态及左右姿态的平衡调整；设置传动装置可以实现仿生鱼尾结构的多种姿态摆动；本专利技术的单关节水中机器鱼可以通过搭载多中设备，进而实现水质监测、食料和药片投放、水下工程验收、水下打捞、海上营救、海(河、湖)床测绘、水下金属探伤等功能。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述前壳体和所述上壳体、所述前壳体和所述下壳体、所述上壳体和所述下壳体均为密封连接，所述仿生鱼尾结构的一端穿过所述上壳体与所述下壳体的连接处，且位于所述壳体内。采用上述进一步方案的有益效果是：构成壳体的前壳体、上壳体和下壳体均采用密封连接，可以保证了机器鱼在水中行驶的时候壳体内不会有水进入，从而保证了整个壳体的密封性能；壳体整体的外轮廓为仿生设计，无威胁因子，并能产生鱼群效应，可以达到鱼群检测的目的。进一步，所述主板舱由主板舱壳和盖板围成，所述主板舱壳的前端开设有用于所述镜头组收集图像的第一通孔，所述第一通孔下方安装有红外测距仪，所述红外测距仪两侧对称布置有照明灯，所述第一通孔的上方设置有指示灯，所述主板舱壳下端安装有声波咪头，所述偏心防抖机构与所述主板舱壳底端固定，所述镜头组与所述偏心防抖机构的上端连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置红外测距仪，实现了机器鱼的水下避障功能，使其达到更好的图像收集效果，也能起到保护产品的作用，增强产品耐久度；通过设置照明灯，可以为镜头组提供更为明亮的水下摄像条件；通过设置声波咪头，可以将声波指令传输给主板舱进行处理。进一步，所述偏心防抖机构包括由下至上依次叠加布置的无刷电机、U型夹、单轨双边护板、前置扇形轨和垫板；所述无刷电机通过电机固定座与所述主板舱壳固定，所述U型夹与所述无刷电机上端固定连接，所述镜头组与所述偏心防抖机构通过所述垫板固定连接。进一步，所述单轨双边护板中部开设有用于放置前置扇形板的长条状凹槽，所述前置扇形轨的中部埋设于所述长条状凹槽内，所述前置扇形轨的两端均通过螺钉与所述主板舱壳连接。进一步，所述主板舱壳下端设置有压传防水组件，所述压传防水组件包括压传外罩和由下至上依次叠加设置在所述压传外罩内的里顶板、压传PCB板和垫板.采用上述进一步方案的有益效果是：压传防水组件的压力传感器能够实现水深的探测功能，压传PCB的一侧与阶梯型的压传垫板相接，通过设置O型圈，避免了压力传感器直接与O型圈紧固连接，减小了压力传感器安装过程中的破损。进一步，所述三轴联动装置包括支架、滑块、曲柄连杆机构、侧倾舵机和前后倾舵机；所述支架的上部为固定板，所述支架的下部为两根平行布置的滑竿，所述滑块套设在两根所述滑竿上，所述曲柄连杆机构的连杆端与所述滑块连接，所述曲柄连杆机构的曲柄端与所述固定板连接，所述前后倾舵机固定在所述固定板上端，所述侧倾舵机设置在所述固定板的一端。采用上述进一步方案的有益效果是：三轴联动装置通过螺纹紧固的方式固定在机器鱼内，由前后倾舵机转动引起的滑块前后变化，可以实现机器鱼的俯仰角改变；由侧倾舵机转动实现机器鱼左右姿态的变化。进一步，所述传动装置包括鱼尾轴、第一伞状齿轮、第二伞状齿轮、顶销，所述鱼尾轴的中部开设有与其垂直的顶销孔，所述顶销穿过所述顶销孔且通过螺钉与所述鱼尾轴连接，所述顶销外设置有顶销套，所述顶销套与所述仿生鱼尾结构连接，所述第一伞状齿轮位于所述鱼尾轴的一端，所述第二伞状齿轮与所述第一伞状齿轮啮合，所述第二伞状齿轮与所述鱼尾舵机的输出轴连接。采用上述进一步方案的有益效果是：单关节水中机器鱼具备了水下救援功能，其传动装置和三轴联动装置能够使得设备具有拖拽100kg物体上下浮动的能力，可以达到水下求生的效果。进一步，所述仿生鱼尾结构包括胶质鱼尾和钢板，所述钢板设置在所述胶质鱼尾内部，所述钢板位于所述胶质鱼尾外的一端连接有鱼尾埋件，所述鱼尾埋件通过鱼尾轴座与所述顶销套连接。采用上述进一步方案的有益效果是：第一伞状齿轮通过螺钉与鱼尾轴固定，第二伞状齿轮通过螺钉与鱼尾舵机固定，二者相互啮合，实现了齿轮动力传递，并将舵机的传动方向改为垂直传动，节省了运动控制舱的内部空间；顶销、顶销套和鱼尾埋件的设置，能够实现鱼尾的快速拆装。进一步，所述电池舱包括电池舱壳、电池盖和设置在所述电池舱壳内的电池、电源管理PCB板及USB电路板；所述电池舱壳一侧设置有与所述USB电路板连接的USB传输口，所述电源管理PCB板通过顶针与所述电池盖连接。采用上述进一步方案的有益效果是：USB传输口的设置可以实现电池的充电功能以及用户的摄像数据提取功能，电源管理PCB板使得电池能够为机器鱼提供稳定的电源供应。进一步，所述前壳体的前端开设有与所述第一通孔对应的第二通孔，所述第一通孔外设置有镜头罩，所述镜头罩穿过所述第二通孔。进一步，还包括与声波遥控器，所述声波遥控器上设置有多个按键，所述声波遥控器内设置有电路板，多个所述按键与所述电路板之间为所述电路板上的开关元件。附图说明图1为本专利技术单关节水中机器鱼的总装爆炸图；图2为本专利技术单关节水中机器鱼的主板舱爆炸图；图3为本专利技术单关节水中机器鱼的偏心防抖机构爆炸图；图4为本专利技术单关节水中机器鱼的压传防水组件爆炸图；图5为本专利技术单关节水中机器鱼的运动控制舱爆炸图；图6为本专利技术单关节水中机器鱼的三轴联动装置爆炸图；图7为本专利技术单关节水中机器鱼的传动装置爆炸图；图8为本专利技术为本专利技术单关节水中机器鱼的仿生鱼尾结构爆炸图；图9为本专利技术单关节水中机器鱼的电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单关节水中机器鱼，其特征在于，包括：壳体，所述壳体的外轮廓呈仿生鱼形，其一端为前壳体(110)，另一端为仿生鱼尾结构(120)，所述前壳体(110)和所述仿生鱼尾结构(120)通过上壳体(130)和下壳体(140)连接；主板舱(200)，所述主板舱(200)的前端与所述前壳体(110)内侧适配安装，所述主板舱(200)内设置有用于收集图像的镜头组(230)、用于防侧抖的偏心防抖机构(240)和用于控制运动轨迹和姿态的主PCB板，所述镜头组(230)与所述偏心防抖机构(240)连接；运动控制舱(300)，所述运动控制舱(300)与所述主板舱(200)的后端连接，所述运动控制舱(300)内设置有用于实现俯仰姿态及左右姿态平衡调整的三轴联动装置(330)和传动装置(340)，所述传动装置(340)的输出端与所述仿生鱼尾结构(120)连接，所述传动装置(340)的输入端与所述三轴联动装置(330)的输出端连接；电池舱(400)，所述电池舱(400)位于所述运动控制舱(300)下方，所述电池舱(400)的下端与所述下壳体(140)内侧固定连接，用于为所述主板舱(200)和运动控制舱(300)提供电源供应。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种单关节水中机器鱼，其特征在于，包括：壳体，所述壳体的外轮廓呈仿生鱼形，其一端为前壳体(110)，另一端为仿生鱼尾结构(120)，所述前壳体(110)和所述仿生鱼尾结构(120)通过上壳体(130)和下壳体(140)连接；主板舱(200)，所述主板舱(200)的前端与所述前壳体(110)内侧适配安装，所述主板舱(200)内设置有用于收集图像的镜头组(230)、用于防侧抖的偏心防抖机构(240)和用于控制运动轨迹和姿态的主PCB板，所述镜头组(230)与所述偏心防抖机构(240)连接；运动控制舱(300)，所述运动控制舱(300)与所述主板舱(200)的后端连接，所述运动控制舱(300)内设置有用于实现俯仰姿态及左右姿态平衡调整的三轴联动装置(330)和传动装置(340)，所述传动装置(340)的输出端与所述仿生鱼尾结构(120)连接，所述传动装置(340)的输入端与所述三轴联动装置(330)的输出端连接；电池舱(400)，所述电池舱(400)位于所述运动控制舱(300)下方，所述电池舱(400)的下端与所述下壳体(140)内侧固定连接，用于为所述主板舱(200)和运动控制舱(300)提供电源供应。2.根据权利要求1所述一种单关节水中机器鱼，其特征在于，所述前壳体(110)和所述上壳体(130)、所述前壳体(110)和所述下壳体(140)、所述上壳体(130)和所述下壳体(140)均为密封连接，所述仿生鱼尾结构(120)的一端穿过所述上壳体(130)与所述下壳体(140)的连接处，且位于所述壳体内。3.根据权利要求1所述一种单关节水中机器鱼，其特征在于，所述主板舱(200)由主板舱壳(210)和盖板(220)围成，所述主板舱壳(210)的前端开设有用于所述镜头组(230)收集图像的第一通孔(211)，所述第一通孔(211)下方安装有红外测距仪(212)，所述红外测距仪(212)两侧对称布置有照明灯(213)，所述第一通孔(211)的上方设置有指示灯(214)，所述主板舱壳(210)下端安装有声波咪头(215)，所述偏心防抖机构(240)与所述主板舱壳(210)底端固定，所述镜头组(230)与所述偏心防抖机构(240)的上端连接。4.根据权利要求3所述一种单关节水中机器鱼，其特征在于，所述偏心防抖机构(240)包括由下至上依次叠加布置的无刷电机(241)、U型夹(242)、单轨双边护板(243)、前置扇形轨(244)和垫板(245)；所述无刷电机(241)通过电机固定座(241a)与所述主板舱壳(210)固定，所述U型夹(242)与所述无刷电机(241)上端固定连接，所述镜头组(230)与所述偏心防抖机构(240)通过所述垫板(245)固定连接。5.根据权利要求4所述一种单关节水中机器鱼，其特征在于，所述单轨双边护板(243)中部开设有用于适配放置前置扇形板(244)的凹槽，所述前置扇形轨(244)的中部埋设于所述凹槽内，所述前置扇形轨(244)的两端均通过螺钉与所述主板舱壳(210)连接。6.根据权利要求4所述一种单关节水中机器鱼，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊明磊，李阳，姜珊珊，张杰，王戋，
申请(专利权)人：博雅工道北京机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11