一种仿生鱼制造技术

本实用新型专利技术提供了一种仿生鱼，包括壳体、鱼鳍，连接所述壳体和鱼鳍的连接部件；所述鱼鳍包括胸鳍，背鳍，肛鳍，尾鳍；所述壳体内部设有与所述壳体通过螺丝固定连接的加速度传感器和陀螺仪感应器，摄像机，微处理器，电池，无线电发射器，第一伺服电机；所述加速度传感器和陀螺仪感应器、摄像机、微处理器、电池、无线电发射器、第一伺服电机之间通过电连接；所述壳体后端面留有穿线孔和用于安装所述连接部件的螺纹孔，所述鱼鳍与壳体用粘合剂粘合；所述鱼鳍上设有人造肌肉，所述鱼鳍通过所述人造肌肉驱动发生形变，并产生动力。用人造肌肉驱动仿生鱼，改进后提高了仿生鱼的游动能力，并通过使用人造肌肉来提高该机器人的快速转弯性能。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生鱼
本技术涉及机器人
，尤其涉及一种仿生鱼。
技术介绍
水下机器人及航行器在海洋环境监测、深海作业以及海床资源开发等领域的应用越发频繁，其作用也越发重要。仿生鱼作为一种能够依靠“鱼鳍”而非推进器进行游动的水下机器人，应运而生。由日本九州大学研制开发的仿生鱼运动所借助的是人造肌肉。由于人造肌肉具有结构简单的优点，所以其对驱动器空间的要求相对要小。通过这一方式，它能够比使用电机的机器人以更快的速度移动。但是，日本九州大学研制开发的仿生鱼所使用的人造肌肉的功率要明显低于电机装置，这就意味着其驱动力要小于使用电机装置的机器人。而在真正的鱼类中，它们的肌肉组织分布于全身。相比之下，到目前为止开发的大多数仿生鱼所配备的都是一套集中于一个区域的驱动器。这也是导致这些机器人的游动能力不如实际鱼类的原因之一。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于仿生鱼的人造肌肉，用人造肌肉驱动仿生鱼，改进后提高了仿生鱼的游动能力，并通过使用人造肌肉来提高该机器人的快速转弯性能。为解决上述技术问题，本技术一实施例提供了一种仿生鱼，包括壳体、鱼鳍，连接所述壳体和鱼鳍的连接部件；所述鱼鳍包括胸鳍，背鳍，肛鳍，尾鳍；所述壳体内部设有与所述壳体通过螺丝固定连接的加速度传感器和陀螺仪感应器，摄像机，微处理器，电池，无线电发射器，第一伺服电机；所述加速度传感器和陀螺仪感应器、摄像机、微处理器、电池、无线电发射器、第一伺服电机之间通过电连接；所述壳体后端面留有穿线孔和用于安装所述连接部件的螺纹孔，所述鱼鳍与壳体用粘合剂粘合；所述鱼鳍上设有人造肌肉，所述鱼鳍通过所述人造肌肉驱动发生形变，并产生动力。优选地，所述人造肌肉附着在所述鱼鳍上，由电线通过所述穿线孔与壳体内电路连接，由壳体内电路通断电来实现形变与复原，实现鱼鳍摆动。优选地，所述微处理器用于处理所述加速度传感器和陀螺仪感应器采集到的信息参数，并调控所述第一伺服电机工作。优选地，所述仿生鱼还包括与所述壳体通过螺丝固定连接的第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述第一伺服电机通过电连接。优选地，所述胸鳍包括聚苯乙烯氯化物。优选地，所述背鳍包括聚苯乙烯氯化物。优选地，所述肛鳍包括聚苯乙烯氯化物。优选地，所述尾鳍包括聚苯乙烯氯化物。优选地，所述人造肌肉包括生物金属纤维。优选地，所述电池为锂电池。优选地，所述加速度传感器和陀螺仪感应器采集到的信息参数包括：所述仿生鱼在水平方向上的加速度和所述仿生鱼的角速度。优选地，所述加速度传感器和陀螺仪感应器用于：测量所述仿生鱼水平方向上的加速度，所述陀螺仪感应器用于测定所述仿生鱼角速度。优选地，所述无线电发射器用于从岸上检查仿生鱼的工作情况。优选地，所述摄像机用于记录所述仿生鱼的运动情况。优选地，仿生鱼壳体内空腔填充物包括铝。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：用人造肌肉驱动仿生鱼，改进后提高了仿生鱼的游动能力，并通过使用人造肌肉来提高该机器人的快速转弯性能。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本技术仿生鱼的结构示意图。图2(a)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的结构示意图。图2(b)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的驱动图像示意图。图2(c)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中背鳍2和肛鳍3的结构示意图。图2(d)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中背鳍2和肛鳍3的驱动图像示意图。图2(e)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的结构示意图。图2(f)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的驱动图像示意图。图3(a)是本技术仿生鱼中人造肌肉12在胸鳍1和尾鳍4上的附着的结构示意图。图3(b)是本技术仿生鱼中人造肌肉12在胸鳍1和尾鳍4上的附着时，胸鳍1和尾鳍4的dl横截面上的变形概念图。图4是本技术仿生鱼中人造肌肉12收缩长度测定实验原理图。图5(a)是本技术仿生鱼中估计得到的胸鳍1和尾鳍4后缘形状结构示意图。图5(b)为图5(a)结构的x-z平面投影示意图。图5(c)为图5(a)结构的y-z平面投影示意图。图6(a)是本技术仿生鱼胸鳍1和尾鳍4的x-z平面投影示意图。图6(b)是本技术仿生鱼胸鳍1和尾鳍4的x-y平面投影示意图。图7(a)是本技术仿生鱼在空气中发生形变的鱼鳍后缘形状的形变估算结果示意图。图7(b)是本技术仿生鱼在水中发生形变的鱼鳍后缘形状的形变测量结果示意图。图8(a)是本技术仿生鱼鱼鳍阻力三分量力学测量示意图。图8(b)是本技术仿生鱼的胸鳍1和尾鳍4原始的结构示意图。图8(c)是本技术仿生鱼的胸鳍1和尾鳍4改进后的结构示意图。图9(a)是本技术仿生鱼在原始的胸鳍1和尾鳍4上产生的阻力示意图。图9(b)是本技术仿生鱼在改进后的胸鳍1和尾鳍4上产生的阻力示意图。图中，1-胸鳍，2-背鳍，3-肛鳍，4-尾鳍，5-加速度传感器和陀螺仪感应器，6-摄像机，7-微处理器，8-电池，9-无线电发射器，10-第一伺服电机，11-第二伺服电机，12-人造肌肉，13-硅片，14-聚苯乙烯氯化物薄片，15-生物金属纤维，16-丙烯酸改性硅树脂。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。图1是本技术仿生鱼的结构示意图。如图1所示，一种仿生鱼，包括壳体、鱼鳍，连接所述壳体和鱼鳍的连接部件；所述鱼鳍包括胸鳍1，背鳍2，肛鳍3，尾鳍4；所述壳体内部设有与所述壳体通过螺丝固定连接的加速度传感器和陀螺仪感应器5，摄像机6，微处理器7，电池8，无线电发射器9，第一伺服电机10；所述加速度传感器和陀螺仪感应器5、摄像机6、微处理器7、电池8、无线电发射器9、第一伺服电机10之间通过电连接；所述壳体后端面留有穿线孔和用于安装所述连接部件的螺纹孔，所述鱼鳍与壳体用粘合剂粘合；所述鱼鳍上设有人造肌肉12，所述鱼鳍通过所述人造肌肉12驱动发生形变，并产生动力。具体实施时，仿生鱼中间部分设为纹形，方便仿生鱼尾部摆动。仿生鱼壳体与鱼鳍、壳体内部设置的加速度传感器和陀螺仪感应器5、摄像机6、微处理器7、电池8、无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生鱼，其特征在于，包括壳体、鱼鳍，连接所述壳体和鱼鳍的连接部件；所述鱼鳍包括胸鳍(1)，背鳍(2)，肛鳍(3)，尾鳍(4)；所述壳体内部设有与所述壳体通过螺丝固定连接的加速度传感器和陀螺仪感应器(5)，摄像机(6)，微处理器(7)，电池(8)，无线电发射器(9)，第一伺服电机(10)；所述加速度传感器和陀螺仪感应器(5)、摄像机(6)、微处理器(7)、电池(8)、无线电发射器(9)、第一伺服电机(10)之间通过电连接；所述壳体后端面留有穿线孔和用于安装所述连接部件的螺纹孔，所述鱼鳍与壳体用粘合剂粘合；所述鱼鳍上设有人造肌肉(12)，所述鱼鳍通过所述人造肌肉(12)驱动发生形变，并产生动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生鱼，其特征在于，包括壳体、鱼鳍，连接所述壳体和鱼鳍的连接部件；所述鱼鳍包括胸鳍(1)，背鳍(2)，肛鳍(3)，尾鳍(4)；所述壳体内部设有与所述壳体通过螺丝固定连接的加速度传感器和陀螺仪感应器(5)，摄像机(6)，微处理器(7)，电池(8)，无线电发射器(9)，第一伺服电机(10)；所述加速度传感器和陀螺仪感应器(5)、摄像机(6)、微处理器(7)、电池(8)、无线电发射器(9)、第一伺服电机(10)之间通过电连接；所述壳体后端面留有穿线孔和用于安装所述连接部件的螺纹孔，所述鱼鳍与壳体用粘合剂粘合；所述鱼鳍上设有人造肌肉(12)，所述鱼鳍通过所述人造肌肉(12)驱动发生形变，并产生动力。


2.根据权利要求1所述的仿生鱼，其特征在于，所述人造肌肉(12)附着在所述鱼鳍上，由电线通过所述穿线孔与壳体内电路连接，由壳体内电路通断电来实现形变与复原，实现鱼鳍摆动。


3.根据权利要求1所述的仿生鱼，其特征在于，所述微处理器(7)用于处理所述加速度传感器和陀螺仪感应器(5)采集到的信息参数，并调控所述第一伺服电机(10)工作。


4.根据权利要求1所述的仿生鱼，其特征在于，还包括与所述壳体通过螺丝固定连接的第二伺服电机(11)，所述第二伺服电机(11)与所述第一伺服电机(10)通过电连接。


5.根据权利要求1所述的仿生鱼，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美莹，季春霖，姜定琴，
申请(专利权)人：深圳光启空间技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44