一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼制造技术

一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼，涉及一种仿生鱼。鱼头外壳内安装MCU控制器、电池及伺服电机，顶部安装防水开关控制MCU控制器，伺服电机固定摆盘，第一鱼身关节、第二鱼身关节、第三鱼身关节及鱼尾关节依次布置在鱼头外壳后方并裹附有仿生鱼皮，第一鱼身关节与鱼尾关节通过两根弹簧连接，第一鱼身关节与第二鱼身关节、第二鱼身关节与第三鱼身关节及第三鱼身关节与鱼尾关节之间分别通过上连杆和下连杆铰接，对应的上连杆和下连杆呈X形排布，摆盘通过两根主动驱动绳与鱼尾关节连接，尾鳍通过张拉关节安装在鱼尾关节后端。解决铰链机构转动刚度低且无法吸收横向冲击载荷的缺点，使仿生鱼游动过程更加真实稳定。使仿生鱼游动过程更加真实稳定。使仿生鱼游动过程更加真实稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼


[0001]本专利技术涉及一种仿生鱼，尤其是一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼，属于仿生机器人结构


技术介绍

[0002]现有机械形式的仿生鱼大多只能实现尾鳍或是鱼鳍的转动，部分鱼身能够运动的仿生鱼也基本采用传统铰链机构，转动刚度低且无法吸收横向冲击载荷，无法做到鱼身各关节和尾鳍同步运动，在水中运动时稳定性较低，也难以保持高频率运动，而且运动方式的简单僵硬难以满足水下侦察和生物探测的需求。
[0003]申请号为CN202111502794.8，名称为“一种科教型水下仿生机器鱼”的专利技术专利申请，其通过左胸鳍和右胸鳍电机控制左右胸鳍运动，鱼身主体的运动通过潜水泵实现，外形依照虎鲸进行仿生设计，但在关节运动形式上比较单一僵硬；
[0004]申请号为CN202111501196.9，名称为“一种用于青少年儿童科普教育的智能仿生机器鱼”的专利技术专利申请，其便于安装拆卸，可以清楚的看到鱼身内部的机械结构，但其鱼身部分只有一个驱动关节，尾鳍运动方式仅靠一个转动副完成，仿生运动过程同样较为死板。
[0005]鉴于目前采用传统铰链机构的仿生鱼存在的上述缺陷，亟需对鱼身各关节和尾鳍同步运动的问题进行优化改进，以提升运动方式的稳定性和幅度大小，满足水下作业和科教展示的使用需求。

技术实现思路

[0006]为解决
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼，它能够解决传统铰链机构转动刚度低且无法吸收横向冲击载荷的缺点，使仿生鱼游动过程更加真实稳定，具有良好的应用价值。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼，包括鱼头外壳、第一鱼身关节、第二鱼身关节、第三鱼身关节、鱼尾关节、尾鳍以及仿生鱼皮，所述鱼头外壳后端通过支架板封闭且其内部固定安装有MCU控制器、作为电源的电池及受所述MCU控制器控制正反往复旋转的伺服电机，鱼头外壳顶部安装防水开关控制MCU控制器的开启或关闭，所述伺服电机输出轴固定有摆盘位于鱼头外壳内部中间位置能够左右往复摆动，所述第一鱼身关节、所述第二鱼身关节、所述第三鱼身关节及鱼尾关节依次间隔布置在鱼头外壳后方并裹附有仿生鱼皮，所述仿生鱼皮前端与所述支架板边缘密封固定，第一鱼身关节与鱼尾关节中间左右两侧通过水平并列排布的两根弹簧连接，所述两根弹簧中间段贯穿第二鱼身关节及第三鱼身关节，第一鱼身关节与第二鱼身关节之间、第二鱼身关节与第三鱼身关节之间及第三鱼身关节与鱼尾关节之间位于两根弹簧上下方分别通过水平倾斜设置的上连杆和下连杆铰接，且每上下对应的所述上连杆和所述下连杆呈X形排布，所述摆盘两端通过并列排布的两根主动驱动绳与鱼尾关节前端左右两侧连
接，支架板对应位置开设供所述主动驱动绳伸出的穿孔，所述尾鳍通过张拉关节安装在鱼尾关节后端。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过两根弹簧结合呈X形排布的上连杆和下连杆连接鱼身关节，伺服电机驱动摆盘摆动通过两根主动驱动绳实现鱼身和鱼尾的摆动，鱼身关节的左右等效于转动副，并且各个关节可以以前一节为基点转动，解决传统铰链机构转动刚度低且无法吸收横向冲击载荷的缺点，使仿生鱼游动过程更加真实稳定，并且第一鱼身关节、第二鱼身关节之间与第三鱼身关节设置锁紧套筒能够将主动驱动绳相应位置锁紧固定，从而调节仿生鱼的摆动位置，模拟更多种鱼的游动形式，此外，还能够控制摆盘的摆动频率，控制仿生鱼的游动速度，产品整体稳定可靠，不仅可以搭载摄像头执行水下勘测任务，也能够作为教学用具模拟鱼游动的机理进行多种形式的科教展示，具有良好的应用价值。
附图说明
[0009]图1是本专利技术的绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼的整体结构轴测图；
[0010]图2是本专利技术的绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼的内部结构示意图；
[0011]图3是图1的主视方向剖视图；
[0012]图4是图1的俯视方向剖视图；
[0013]图5是本专利技术的尾鳍与鱼尾关节的连接结构图；
[0014]图6是本专利技术的张拉关节的8根弹性连接绳的空间排布图；
[0015]图7是图6中弹性连接绳的限位方向示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]如图1～图4所示，一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼，包括鱼头外壳1、第一鱼身关节4、第二鱼身关节6、第三鱼身关节7、鱼尾关节8、尾鳍9以及仿生鱼皮17。
[0018]结合图2～图4所示，所述鱼头外壳1后端通过支架板3封闭且其内部固定安装有MCU控制器14、电池15及伺服电机16，所述电池15作为电源为MCU控制器14及伺服电机16供电，鱼头外壳1顶部安装防水开关2控制MCU控制器14的开启或关闭，并且通过所述MCU控制器14控制伺服电机16正反往复旋转，而所述伺服电机16输出轴固定有摆盘，进而实现所述摆盘的左右往复摆动，摆盘位于鱼头外壳1内部中间位置。优选的，摆盘的摆动角度为
±
30
°
。此外，为进一步控制仿生鱼的游动速度，MCU控制器14与伺服电机16之间宜增设有电调，且MCU控制器14配设有遥控器，在MCU控制器14开启时利用所述遥控器能够通过所述电调改变伺服电机16的电流进而实现摆盘摆动频率的变化。
[0019]结合图1～图2所示，所述第一鱼身关节4、所述第二鱼身关节6、所述第三鱼身关节7及鱼尾关节8依次间隔布置在鱼头外壳1后方并裹附有仿生鱼皮17，所述仿生鱼皮17前端与所述支架板3边缘密封固定。
[0020]结合图2、图4所示，第一鱼身关节4与鱼尾关节8中间左右两侧通过水平并列排布的两根弹簧12连接，所述两根弹簧12中间段贯穿第二鱼身关节6及第三鱼身关节7。第一鱼身关节4与第二鱼身关节6之间、第二鱼身关节6与第三鱼身关节7之间及第三鱼身关节7与鱼尾关节8之间位于两根弹簧12上下方分别通过水平倾斜设置的上连杆5和下连杆11铰接，且每上下对应的所述上连杆5和所述下连杆11呈X形排布。摆盘两端通过并列排布的两根主动驱动绳18与鱼尾关节8前端左右两侧连接，支架板3对应位置开设供所述主动驱动绳18伸出的穿孔。
[0021]进一步的，第一鱼身关节4、第二鱼身关节6及第三鱼身关节7左右两侧中间位置分别向内一体设置有锁紧套筒13，所述锁紧套筒13分别沿前后方向贯穿设置供对应的主动驱动绳18穿过的通孔，锁紧套筒13外端螺接配合有紧固螺栓能够将对应的主动驱动绳18进行锁紧固定。这种结构形式能够选择性的将主动驱动绳18与第一鱼身关节4、第二鱼身关节6、第三鱼身关节7进行固定，从而调节仿生鱼的摆动位置，模拟更多种鱼的游本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绳索驱动式X型平行结构张拉整体柔性仿生鱼，其特征在于：包括鱼头外壳(1)、第一鱼身关节(4)、第二鱼身关节(6)、第三鱼身关节(7)、鱼尾关节(8)、尾鳍(9)以及仿生鱼皮(17)，所述鱼头外壳(1)后端通过支架板(3)封闭且其内部固定安装有MCU控制器(14)、作为电源的电池(15)及受所述MCU控制器(14)控制正反往复旋转的伺服电机(16)，鱼头外壳(1)顶部安装防水开关(2)控制MCU控制器(14)的开启或关闭，所述伺服电机(16)输出轴固定有摆盘位于鱼头外壳(1)内部中间位置能够左右往复摆动，所述第一鱼身关节(4)、所述第二鱼身关节(6)、所述第三鱼身关节(7)及鱼尾关节(8)依次间隔布置在鱼头外壳(1)后方并裹附有仿生鱼皮(17)，所述仿生鱼皮(17)前端与所述支架板(3)边缘密封固定，第一鱼身关节(4)与鱼尾关节(8)中间左右两侧通过水平并列排布的两根弹簧(12)连接，所述两根弹簧(12)中间段贯穿第二鱼身关节(6)及第三鱼身关节(7)，第一鱼身关节(4)与第二鱼身关节(6)之间、第二鱼身关节(6)与第三鱼身关节(7)之间及第三鱼身关节(7)与鱼尾关节(8)之间位于两根弹簧(12)上下方分别通过水平倾斜设置的上连杆(5)和下连杆(11)铰接，且每上下对应的所述上连杆(5)和所述下连杆(11)呈X形排布，所述摆盘两端通过并列排布的两根主动驱动绳(18)与鱼尾关节(8)前端左右两侧连接，支架板(3)对应位置开设供所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：何景峰，朱啸闻，李鑫，王一航，佟志忠，姜洪洲，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：