仿生机械鱼沉浮和转向机构制造技术

本实用新型专利技术公开了仿生机械鱼沉浮和转向机构，包括沉浮控制机构及转向控制机构，沉浮控制机构包括胸鳍输出轴及胸鳍舵机，胸鳍连杆一端连接胸鳍舵机，另一端通过胸鳍拉杆设置在胸鳍输出轴，胸鳍输出轴两端连接左、右胸鳍；转向控制机构包括腹鳍输出轴及腹鳍舵机，腹鳍连杆一端连接腹鳍舵机，另一端通过腹鳍拉杆连接腹鳍输出轴，腹鳍输出轴底部连接腹鳍，胸鳍舵机、腹鳍舵机分别连接控制盒和电池盒。本实用新型专利技术通过控制尾鳍来回以一定频率摆动来实现胸鳍驱动，具有较高的机动性；在以尾鳍推动为主时，通过尾鳍倾斜角度的调整，实现机械鱼的上浮下潜，控制鱼鳍的倾斜角实现其转向，具有效率高、噪音小、流体力学性能更加优越，整体协调性好等优点。

The floating and steering mechanism of bionic mechanical fish

The utility model discloses the floating and steering mechanism of a bionic mechanical fish, including a floating control mechanism and a steering control mechanism. The floating control mechanism includes a chest fin output shaft and a pectoral fin rudder, one end of the pectoral fin connecting rod is connected with the pectoral fin rudder, the other end is set on the pectoral fin output shaft through the chest fin rod, and the two ends of the pectoral fin output shaft are connected to the left and right ends. The pectoral fins; the steering control mechanism includes the ventral fin output axis and the ventral fin rudder, the ventral fin connecting rod is connected with the ventral fin rudder, the other end connects the ventral fin output axis through the ventral fin pull rod, the ventral fin is connected with the ventral fin at the bottom of the fin output axis, the pectoral fin rudder, the ventral fin rudder connect the control box and the battery box respectively. The utility model can drive the pectoral fin by controlling the tail fin and swinging back and forth to a certain frequency, and has high mobility. When the tail fin is driven mainly, the mechanical fish is realized by adjusting the tilt angle of the fin, and the tilt angle of the fin is controlled to realize its steering, with high efficiency, low noise and fluid mechanics. It has the advantages of better and better overall coordination.

【技术实现步骤摘要】
仿生机械鱼沉浮和转向机构
本技术属于仿生用品
，具体涉及一种用于控制仿生机械鱼上浮下潜及转向的仿生机械鱼沉浮和转向机构。
技术介绍
仿生机械鱼具有的高效率、低噪音、高速、高机动性，使得其研制成果可以在诸多领域应用。依托于仿生机械鱼机动灵活、高效率和高机动性，可以利用仿生机械鱼进行海洋生物考察研究、海洋资源的勘探、水下作业和海洋救援等。其低噪音、高效率和机动灵活的特点，仿生机械鱼在军事上具有良好的隐蔽性，可以用于对军事目标的侦察。在渔业上，可以精确探测和引导鱼群，可以即使了解相关鱼类的状况，为渔业的发展与规划提供一定的参考价值。在仿生机械鱼的研究过程中，如何实现仿生机械鱼的上浮下潜和利用惯性转弯是必须要面临的问题。本项目利用仿生学来实现鱼体的上浮下潜和惯性转弯，具有效率高，噪音小，流体力学性能更加优越，整体协调性好等优点。
技术实现思路
针对上述现有的问题，本技术有的目的在于提供一种用于控制仿生机械鱼上浮下潜及转向的仿生机械鱼沉浮和转向机构。所述的仿生机械鱼沉浮和转向机构，设置在仿生机械鱼骨架上，用于控制仿生鱼沉浮与转向用，包括通过轴承支架用螺栓固定在鱼体内部龙骨上的沉浮控制机构及转向控制机构其特征在于沉浮控制机构包括胸鳍输出轴及胸鳍舵机，胸鳍舵机通过胸鳍摇杆连接胸鳍连杆一端，胸鳍连杆另一端通过胸鳍拉杆设置在胸鳍输出轴中部，胸鳍输出轴两端分别连接左胸鳍和右胸鳍；转向控制机构包括腹鳍输出轴及腹鳍舵机，腹鳍舵机通过腹鳍摇杆连接腹鳍连杆一端，腹鳍连杆另一端通过腹鳍拉杆连接腹鳍输出轴，腹鳍输出轴底部连接腹鳍，胸鳍舵机、腹鳍舵机分别连接控制盒和电池盒。所述的仿生机械鱼沉浮和转向机构，其特征在于胸鳍连杆穿出鱼体内部骨架，中部通过鱼体内部骨架定位。所述的仿生机械鱼沉浮和转向机构，其特征在于腹鳍连杆穿出鱼体内部骨架，中部通过鱼体内部骨架定位。上述的仿生机械鱼沉浮和转向机构，包括通过轴承支架用螺栓固定在鱼体内部龙骨上的沉浮控制机构及转向控制机构，沉浮控制机构包括胸鳍输出轴及胸鳍舵机，胸鳍舵机通过胸鳍摇杆连接胸鳍连杆一端，胸鳍连杆另一端通过胸鳍拉杆设置在胸鳍输出轴中部，胸鳍输出轴两端分别连接左胸鳍和右胸鳍；转向控制机构包括腹鳍输出轴及腹鳍舵机，腹鳍舵机通过腹鳍摇杆连接腹鳍连杆一端，腹鳍连杆另一端通过腹鳍拉杆连接腹鳍输出轴，腹鳍输出轴底部连接腹鳍，胸鳍舵机、腹鳍舵机分别连接控制盒和电池盒。本技术针对现有仿生机械鱼驱动方式单一的问题，通过控制尾鳍来回以一定频率摆动来实现胸鳍驱动，具有较高的机动性；在以尾鳍推动为主时，通过尾鳍倾斜角度的调整，实现机械鱼的上浮下潜，机械鱼的转向主要由控制方向舵的倾斜角度来实现，具有效率高、噪音小、流体力学性能更加优越，整体协调性好等优点。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为沉浮控制机构的正视结构示意图；图3为沉浮控制机构的俯视结构示意图；图4为转向控制机构的正视结构示意图；图5为转向控制机构的俯视结构示意图。图中：1-右胸鳍；2-胸鳍舵机；3-胸鳍连杆；4-胸鳍摇杆；5-腹鳍摇杆；6-腹鳍舵机；7-腹鳍连杆；8-腹鳍；9-左胸鳍；10-胸鳍输出轴；11-腹鳍输出轴；12-轴承支架，13-腹鳍拉杆；14-胸鳍拉杆；15-鱼体内部骨架；16-虚线，17-中心线。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术作进一步的描述，但本技术的保护范围并不仅限于此：如图1-5示，本技术的仿生机械鱼沉浮和转向机构，设置在仿生机械鱼骨架上，用于控制仿生鱼沉浮与转向用，它包括通过轴承支架12用螺栓固定在鱼体内部龙骨上的沉浮控制机构及转向控制机构：如图1-3所示，所示沉浮控制机构包括活动安装在轴承支架12上的胸鳍输出轴10及固定在鱼体内部龙骨4上的胸鳍舵机2，胸鳍舵机2通过胸鳍摇杆4连接胸鳍连杆3一端，胸鳍连杆3另一端通过胸鳍拉杆14设置在胸鳍输出轴10中部，胸鳍输出轴10两端分别连接左胸鳍9和右胸鳍1，胸鳍舵机2与连接控制盒5和电池盒6；胸鳍连杆3穿出鱼体内部骨架2，中部通过鱼体内部骨架2定位。如图1、4-5所示，所述转向控制机构包括活动安装在轴承支架12上的腹鳍输出轴11及固定在鱼体内部龙骨4上的腹鳍舵机6，腹鳍舵机6通过腹鳍摇杆5连接腹鳍连杆7一端，腹鳍连杆7另一端通过腹鳍拉杆13连接腹鳍输出轴11，腹鳍输出轴11底部连接腹鳍8，腹鳍舵机6与连接控制盒5和电池盒6；腹鳍连杆7穿出鱼体内部骨架2，中部通过鱼体内部骨架2定位，左胸鳍9、右胸鳍1和腹鳍8共同称为尾鳍。如图所示，本技术的沉浮控制机构和转向控制机构可以同时工作，也可以分别工作。沉浮控制机构实现沉浮的功能，其工作过程如下：控制系统驱动胸鳍舵机2顺时针旋转一定的角度，胸鳍舵机2通过2-3-5曲柄连杆机构（胸鳍摇杆4、胸鳍连杆3、胸鳍拉杆14带动胸鳍输出轴10旋转一定的角度，从而使得与胸鳍输出轴10固结的左胸鳍9、右胸鳍1顺时针旋转一定的角度，由于水压力的作用，胸鳍位置相对于鱼体重心会产生一定大小的颠覆力矩，所以这个颠覆力矩使得鱼的头部向上倾斜，从而实现鱼体的上升，与此相反，当控制系统驱动胸鳍舵机2逆时针旋转一定的角度时，可以实现鱼体的下潜，实现机械鱼的上浮下潜。转向控制机构实现转向的功能，其工作过程如下：控制系统驱动腹鳍舵机6顺时针旋转一定的角度，腹鳍舵机6通过2-3-4曲柄连杆机构（腹鳍摇杆5、腹鳍连杆7、腹鳍拉杆13带动腹鳍输出轴11旋转一定的角度，从而使得与腹鳍输出轴11固结的腹鳍8逆时针旋转一定的角度，此时腹鳍8与鱼体游动速度方向有一定的夹角，流动的水会给腹鳍8一个垂直于游动方向的力，这个力对重心所在轴产生力矩，使得鱼体绕着重心所在轴线向左旋转，从而实现仿生机械鱼的向左转弯的功能；于此相反，如图5所示，当控制系统驱动腹鳍舵机6逆时针旋转一定的角度，并且虚线16与中心线17重合后再旋转成一定角度，可实现仿生机械鱼向右转弯的功能。本技术的沉浮控制机构和转向控制机构同时工作，即转向和沉浮的组合功能，转向机构和沉浮机构同时工作时可以实现上浮左转、上浮右转、下潜左转、上浮右转四个运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.仿生机械鱼沉浮和转向机构，设置在仿生机械鱼骨架上，用于控制仿生鱼沉浮与转向用，包括通过轴承支架（12）用螺栓固定在鱼体内部龙骨上的沉浮控制机构及转向控制机构，其特征在于沉浮控制机构包括胸鳍输出轴（10）及胸鳍舵机（2），胸鳍舵机（2）通过胸鳍摇杆（4）连接胸鳍连杆（3）一端，胸鳍连杆（3）另一端通过胸鳍拉杆（14）设置在胸鳍输出轴（10）中部，胸鳍输出轴（10）两端分别连接左胸鳍（9）和右胸鳍（1）；转向控制机构包括腹鳍输出轴（11）及腹鳍舵机（6），腹鳍舵机（6）通过腹鳍摇杆（5）连接腹鳍连杆（7）一端，腹鳍连杆（7）另一端通过腹鳍拉杆（13）连接腹鳍输出轴（11），腹鳍输出轴（11）底部连接腹鳍（8），胸鳍舵机（2）、腹鳍舵机（6）分别连接控制盒和电池盒。

【技术特征摘要】
1.仿生机械鱼沉浮和转向机构，设置在仿生机械鱼骨架上，用于控制仿生鱼沉浮与转向用，包括通过轴承支架（12）用螺栓固定在鱼体内部龙骨上的沉浮控制机构及转向控制机构，其特征在于沉浮控制机构包括胸鳍输出轴（10）及胸鳍舵机（2），胸鳍舵机（2）通过胸鳍摇杆（4）连接胸鳍连杆（3）一端，胸鳍连杆（3）另一端通过胸鳍拉杆（14）设置在胸鳍输出轴（10）中部，胸鳍输出轴（10）两端分别连接左胸鳍（9）和右胸鳍（1）；转向控制机构包括腹鳍输出轴（11）及腹鳍舵机（6），腹鳍舵机（...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛成成，陈泽帅，陈杨波，蔡姚杰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33