一种面向环境监控的仿生机器鱼制造技术

一种面向环境监控的仿生机器鱼，包括设有配重模块和电池的鱼身、安装在鱼身一端并设有用于控制机器鱼上浮下潜的俯仰模块和设有用于实现机器鱼游动方向改变的左右转弯模块的鱼头、通过游动模块安装在鱼身另一端的尾鳍、安装在鱼身背部的背鳍、安装在鱼身腹部的腹鳍，本发明专利技术可以对不同水域的PH值、溶解度、温度、氨氮含量、电导率、水质硬度和浑浊度等多个参数进行实时检测，本发明专利技术的机器鱼可按照预定的轨迹进行巡游，并检查设定轨迹位置的水质数据，此外，本发明专利技术在机械设计上采用了模块化设计，不仅减少了重复设计、重复加工，降低了相关开发成本，还缩短了研发工期。

A bionic robot fish for environmental monitoring

【技术实现步骤摘要】
一种面向环境监控的仿生机器鱼
本专利技术涉及水下仿生机器鱼
，具体涉及一种面向环境监控的仿生机器鱼。
技术介绍
随着人类对海洋资源开发的日益重视，相关海洋设备的需求日益旺盛，水下机器人被广泛应用于探索海洋的各个领域。仿生机器鱼作为水下机器人的一个重要分支，也得到了蓬勃发展。仿生机器鱼结合仿生学，机械设计，材料学，控制学科等多种技术。仿生机器鱼目前多应用为科学研究、科普展览，而对于生活生产的应用较少，尤其是针对河流湖泊海洋等水环境的水质监测方向更少。目前水质监测大部分为某些固定点设置监测传感器，要详细的了解一条河流或一个湖泊的水环境状况，则需要设置很多点，这样不论是成本还是工期都会比较长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种面向环境监控的仿生机器鱼，可以对水域的PH值、溶解度、温度、进行实时检测。本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种面向环境监控的仿生机器鱼，包括设有配重模块12和电池13的鱼身33、安装在鱼身一端并设有用于控制机器鱼上浮下潜的俯仰模块2和设有用于实现机器鱼游动方向改变的左右转弯模块3的鱼头1、通过游动模块9安装在鱼身另一端并用于为机器鱼的游动提供动力的尾鳍10、安装在鱼身背部的背鳍4、安装在鱼身腹部的腹鳍11。优选的，所述游动模块9包括设置在鱼身内部的密封舱壳16，安装在密封舱壳16内部的电机8，安装在密封舱壳16端部的尾鳍盖23；所述尾鳍盖23与密封舱壳16的接触面上安装有用于静密封的第一O型圈24，所述尾鳍盖23设有向密封舱壳6内部延伸且端部与电机8的外壳相固接的第一延伸部231，所述第一延伸部231内部形成有用于安装电机传动轴17的空腔，所述电机传动轴17的一端与电机8的输出轴相固接，另一端穿过空腔与伞齿轮19相固接，所述尾鳍盖23的端部还设有台阶233和向远离密封舱壳6方向延伸的第二延伸部232，所述台阶233上安装有用于旋转密封的泛塞压盖22，所述泛塞压盖22与尾鳍盖23的接触面上安装有用于静密封的第二O型圈25，所述泛塞压盖22的一端与电机传动轴17之间安装有泛塞密封圈26，泛塞压盖22的另一端与电机传动轴17之间安装有轴承18，所述第二延伸部232上安装有用于固接鱼尾固定架21的摆动轴20，所述伞齿轮19与套固在摆动轴20上的另一个伞齿轮相啮合，所述鱼尾固定架21上安装有尾鳍10。优选的，所述左右转弯模块3为第一摆动装置35。优选的，所示俯仰模块2包括对称设置在鱼头1两侧并通过调节自身方向来控制机器鱼上浮下潜的两个胸鳍15、安装在鱼头内部的上浮下潜架32和安装在上浮下潜架32内的第二舵机31，所述第二舵机31输送轴的两端分别与对称分布的两个胸鳍轴30相固接，每个胸鳍轴30的端部均穿出鱼头2的外壳与对应侧的胸鳍15相固接。优选的，所述第一摆动装置35包括舵机固定架27、安装在舵机固定架27里的舵机28、以及安装在舵机28输出轴上的摆动架29，所述第一摆动装置35的摆动架与鱼头1相固接，所述第一摆动装置35的舵机固定架与鱼身33相固接。优选的，所述机器鱼上还包括安装在鱼身33上的控制模块7、用于测量水质的水质监测传感器14，安装在背鳍上的GPS天线5和无线通信天线6，所述水质监测传感器14、GPS天线5、无线通信天线6、电池13、位于游动模块9内的电机8、位于第一摆动装置35内的舵机、位于俯仰模块2内的第二舵机31均与控制模块7电性连接。优选的，所述左右转弯模块包括摆动段34、位于摆动段34内并用于和鱼身相连接、同时用于控制机器鱼左右摆动的的第三摆动装置37。优选的，所述俯仰模块包括位于摆动段34内用于控制机器鱼上浮下潜的第二摆动装置36。优选的，所述第三摆动装置37与第二摆动装置36的结构相同，均包括舵机固定架、安装在舵机固定架里的舵机、以及安装在舵机输出轴上的摆动架，所述第三摆动装置37的摆动架与鱼身33相固接、第三摆动装置37的舵机固定架安装在摆动段34内；所述第二摆动装置36的舵机固定架和舵机均安装在摆动段34内、第二摆动装置36的摆动架与鱼头1相固接。优选的，所述机器鱼上还包括安装在鱼身33上的控制模块7、用于测量水质的水质监测传感器14，安装在背鳍上的GPS天线5和无线通信天线6，所述水质监测传感器14、GPS天线5、无线通信天线6、电池13、位于游动模块9内的电机8、位于第二摆动装置36内的舵机和位于第三摆动装置37内的舵机均与控制模块7电性连接。本专利技术提出的一种面向环境监控的仿生机器鱼具有如下优点：1、本专利技术可以对不同水域的PH值、溶解度、温度、氨氮含量、电导率、水质硬度和浑浊度等多个参数进行实时检测。2、本专利技术的机器鱼可按照预定的轨迹进行巡游，并检查设定轨迹位置的水质数据。3、本专利技术在机械设计上采用了模块化设计，不仅减少了重复设计、重复加工，降低了相关开发成本，还缩短了研发工期。以上说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1为本专利技术一种面向环境监控的仿生机器鱼实施例一的整体示意图。图2为图1所示机器鱼的俯视图。图3为图1所示机器鱼中俯仰模块的示意图。图4为图1所示机器鱼中第一摆动装置、第二摆动装置、第三摆动装置的示意图。图5为图4的正面示意图。图6A至6C为图1所示机器鱼中俯仰模块的三种状态示意图。图7为图1所示机器鱼中密封舱盖与尾鳍的连接示意图。图8为图7中A-A的剖视图。图9为图8中B处的放大示意图。图10为本专利技术一种面向环境监控的仿生机器鱼实施例二的整体示意图。图11为图10所示机器鱼的剖视图。【附图标记】1-鱼头，2-俯仰模块，3-左右转模块，4-背鳍，5-GPS天线，6-无线通讯天线，7-控制模块，8-电机，9-游动模块，10-尾鳍，11-腹鳍，12-配重模块，13-电池，14-水质监测传感器，15-胸鳍，16-密封舱壳，17-电机传动轴，18-轴承，19-伞齿轮，20-摆动轴，21-鱼尾固定架，22-泛塞压盖，23-尾鳍盖、231-第一延伸部、232-第二延伸部、233-台阶，24-第一O型圈，25-第二O型圈，26-泛塞密封圈，27-舵机固定架，28-舵机，29-摆动架，30-胸鳍轴，31-第二舵机，32-上浮下潜架，33-鱼身，34-摆动段，35-第一摆动装置，36-第二摆动装置,37-第三摆动装置。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对依据本专利技术提出的一种面向环境监控的仿生机器鱼其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在本专利技术的描述中，在本实施例中以“鱼头”所在的的方向为前，以“尾鳍”所在的方向为后，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本专利技术的限制。实施例一请参阅图1至图2，本实施例一种面向环境监控的仿生机器鱼，包括设有配重模块12的鱼身33、安装在鱼身前端并设有俯仰模块2和左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向环境监控的仿生机器鱼，其特征在于：包括设有配重模块(12)和电池(13)的鱼身(33)、安装在鱼身一端并设有用于控制机器鱼上浮下潜的俯仰模块(2)和设有用于实现机器鱼游动方向改变的左右转弯模块(3)的鱼头(1)、通过游动模块(9)安装在鱼身另一端并用于为机器鱼的游动提供动力的尾鳍(10)、安装在鱼身背部的背鳍(4)、安装在鱼身腹部的腹鳍(11)。

【技术特征摘要】
1.一种面向环境监控的仿生机器鱼，其特征在于：包括设有配重模块(12)和电池(13)的鱼身(33)、安装在鱼身一端并设有用于控制机器鱼上浮下潜的俯仰模块(2)和设有用于实现机器鱼游动方向改变的左右转弯模块(3)的鱼头(1)、通过游动模块(9)安装在鱼身另一端并用于为机器鱼的游动提供动力的尾鳍(10)、安装在鱼身背部的背鳍(4)、安装在鱼身腹部的腹鳍(11)。2.根据权利要求1所述的一种面向环境监控的仿生机器鱼，其特征在于：所述游动模块(9)包括设置在鱼身内部的密封舱壳(16)，安装在密封舱壳(16)内部的电机(8)，安装在密封舱壳(16)端部的尾鳍盖(23)；所述尾鳍盖(23)与密封舱壳(16)的接触面上安装有用于静密封的第一O型圈(24)，所述尾鳍盖(23)设有向密封舱壳(6)内部延伸且端部与电机(8)的外壳相固接的第一延伸部(231)，所述第一延伸部(231)内部形成有用于安装电机传动轴(17)的空腔，所述电机传动轴(17)的一端与电机(8)的输出轴相固接，另一端穿过空腔与伞齿轮(19)相固接，所述尾鳍盖(23)的端部还设有台阶(233)和向远离密封舱壳(6)方向延伸的第二延伸部(232)，所述台阶(233)上安装有用于旋转密封的泛塞压盖(22)，所述泛塞压盖(22)与尾鳍盖(23)的接触面上安装有用于静密封的第二O型圈(25)，所述泛塞压盖(22)的一端与电机传动轴(17)之间安装有泛塞密封圈(26)，泛塞压盖(22)的另一端与电机传动轴(17)之间安装有轴承(18)，所述第二延伸部(232)上安装有用于固接鱼尾固定架(21)的摆动轴(20)，所述伞齿轮(19)与套固在摆动轴(20)上的另一个伞齿轮相啮合，所述鱼尾固定架(21)上安装有尾鳍(10)。3.根据权利要求1所述的一种面向环境监控的仿生机器鱼，其特征在于：所述左右转弯模块(3)为第一摆动装置(35)。4.根据权利要求3所述的一种面向环境监控的仿生机器鱼，其特征在于：所示俯仰模块(2)包括对称设置在鱼头(1)两侧并通过调节自身方向来控制机器鱼上浮下潜的两个胸鳍(15)、安装在鱼头内部的上浮下潜架(32)和安装在上浮下潜架(32)内的第二舵机(31)，所述第二舵机(31)输送轴的两端分别与对称分布的两个胸鳍轴(30)相固接，每个胸鳍轴(30)的端部均穿出鱼头(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，王睿，王硕，谭民，段小广，魏金辉，王颖，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，中科步思德洛阳智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11