【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仿生水下机器人领域，特别涉及一种仿生机器鱼。
技术介绍
1、海洋蕴藏着大量的能量与生物，开发海洋资源对人类的可持续发展具有重要意义，鱼类因具有优秀的游动性能而被当作重点研究的仿生对象，但目前的仿生机器鱼的游动效率与真鱼的游动效率具有较大的差距，其中一个重要的原因在于真鱼可以自主改变身体刚度，而目前市面上的仿生机器鱼无法自主调节身体刚度。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题的至少之一，本专利技术提供了一种仿生机器鱼，能够自主调节身体刚度，提高仿生机器鱼的游动效率。
2、为实现上述目的，本专利技术公开了一种仿生机器鱼，包括：
3、头部；
4、柔性鱼体，所述柔性鱼体连接于所述头部，且所述柔性鱼体设有第一容置腔；
5、至少两个弹性件，至少两个所述弹性件均设置于所述第一容置腔内；
6、控制器，所述控制器用于控制所述柔性鱼体相对所述头部摆动；以及
7、气压调节模块，所述气压调节模块电连接于所述控制器，所述气压调节模块用于调节所述第一容置腔的气压，以使所述仿生机器鱼在第一状态与第二状态之间切换，所述第一容置腔在所述第二状态下的气压小于所述第一容置腔在所述第一状态下的气压，
8、其中，所述第一状态为两所述弹性件之间具有第一摩擦力，且各所述弹性件与所述第一容置腔的内壁的最小距离为第一间距的状态，所述第二状态为两所述弹性件之间具有第二摩擦力，且各所述弹性件与所述第一容置腔的内壁的最小距离为第二间距的状态
9、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，至少两个所述弹性件包括第一弹性片和多个第二弹性片，所述第一弹性片与所述第二弹性片的靠近所述头部的一端连接并向所述柔性鱼体的方向延伸，多个所述第二弹性片分别设置于所述第一弹性片的两侧，且沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第二弹性片的长度小于所述第一弹性片的长度。
10、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，至少两个所述弹性件还包括多个第三弹性片，所述第三弹性片的一端连接于所述第二弹性片并向远离所述头部的方向延伸，多个所述第三弹性片分别设置于所述第一弹性片的两侧，且所述第二弹性片位于所述第一弹性片与所述第三弹性片之间，沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第三弹性片的长度小于所述第二弹性片的长度。
11、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述柔性鱼体包括躯干部和尾鳍，所述躯干部的两端分别连接于所述头部与所述尾鳍，沿所述头部至所述尾鳍的方向上，所述第三弹性片的两端均位于所述躯干部，所述第二弹性片的远离所述头部的一端延伸至所述躯干部与所述尾鳍的连接处，所述第一弹性片自所述躯干部延伸至所述尾鳍。
12、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第一弹性片与所述第二弹性片的宽度逐渐减小。
13、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述头部设有第二容置腔和连通所述第二容置腔的输气孔，所述气压调节模块安装于所述第二容置腔，所述气压调节模块设有第一气管，所述第一气管穿设于所述输气孔并连通所述第一容置腔。
14、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述气压调节模块包括抽真空装置、控制阀以及第二气管，所述抽真空装置与所述控制阀分别电连接于所述控制器，所述抽真空装置设有抽气口和排气口，所述控制阀包括第一入口、第二入口以及第一出口，所述第一气管的远离所述第一容置腔的一端连接于所述第一入口，所述第二气管连接于所述第一出口与所述抽气口，所述排气口与所述第二入口连通所述第二容置腔，所述控制器用于控制所述控制阀的所述第一入口连通所述第二入口或所述第一出口。
15、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述控制器包括控制电路板、驱动部件以及连接件，所述控制电路板分别电连接于所述气压调节模块与所述驱动部件，所述控制电路板设置于所述头部，所述驱动部件与所述连接件设置于所述第一容置腔内，所述连接件连接于所述柔性鱼体，所述驱动部件用于驱动所述连接件转动，以带动所述柔性鱼体摆动。
16、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述柔性鱼体包括躯干部和尾鳍，所述躯干部的两端分别连接于所述头部与所述尾鳍，所述尾鳍设有支撑件，所述支撑件自所述尾鳍的远离所述躯干部的一端延伸至所述躯干部与所述尾鳍的连接处。
17、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述支撑件的数量为多个，多个所述支撑件沿所述尾鳍的宽度方向上均匀并间隔设置，且各所述支撑件嵌设于所述柔性鱼体。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
19、本专利技术实施例提供的一种仿生机器鱼，通过设置柔性鱼体设有第一容置腔，至少两个弹性件设置于第一容置腔内，气压调节模块电连接于控制器，控制器用于控制柔性鱼体相对头部摆动，气压调节模块用于调节第一容置腔的气压，以使仿生机器鱼在第一状态和第二状态之间切换，第一容置腔在第二状态下的气压小于第一容置腔在第一状态下的气压，其中，第一状态为两弹性件之间具有第一摩擦力，且各弹性件与第一容置腔的内壁的最小距离为第一间距的状态，第二状态为两弹性件之间具有第二摩擦力，且各弹性件与第一容置腔的内壁的最小距离为第二间距的状态，第一间距大于第二间距，第一摩擦力小于第二摩擦力。这样，当放置于水下的仿生机器鱼处于第一状态时，第一容置腔的气压较大，各弹性件与第一容置腔的内壁之间的距离相对较大，两个弹性件之间的摩擦力相对较小，此时柔性鱼体具有较小的刚度，通过控制器对柔性鱼体施加用于驱动柔性鱼体摆动的摆动扭矩，以使水对柔性鱼体施加反作用力，假设该反作用力大于第一摩擦力且小于第二摩擦力，此时柔性鱼体可相对弹性件发生相对位移，且最大位移的尺寸为第一距离，以实现仿生机器鱼的游动，同时当柔性鱼体在水的反作用力下将力传导至弹性件时，两个弹性件之间可发生相对滑移，以使柔性鱼体具有较大的弯曲形态；当气压调节模块调节第一容置腔的气压下降，以使仿生机器鱼切换至第二状态时，两个弹性件之间的摩擦力增大，在同样大小的反作用力下，由于该反作用力小于第二摩擦力，两个弹性件之间不发生相对滑移，同时各弹性件与第一容置腔的内壁之间的距离减小，即各弹性件相对柔性鱼体的可位移空间减小，从而使得柔性鱼体与弹性件形成一个刚度相对较大的结构，以提高仿生机器鱼的刚度。可见，通过气压调节模块控制仿生机器鱼在第一状态和第二状态之间的切换，能够自主调节仿生机器鱼的刚度，从而提高仿生机器鱼的游动效率。
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1.一种仿生机器鱼，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的仿生机器鱼，其特征在于，至少两个所述弹性件包括第一弹性片和多个第二弹性片，所述第一弹性片与所述第二弹性片的靠近所述头部的一端连接并向所述柔性鱼体的方向延伸，多个所述第二弹性片分别设置于所述第一弹性片的两侧，且沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第二弹性片的长度小于所述第一弹性片的长度。
3.根据权利要求2所述的仿生机器鱼，其特征在于，至少两个所述弹性件还包括多个第三弹性片，所述第三弹性片的一端连接于所述第二弹性片并向远离所述头部的方向延伸，多个所述第三弹性片分别设置于所述第一弹性片的两侧，且所述第二弹性片位于所述第一弹性片与所述第三弹性片之间，沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第三弹性片的长度小于所述第二弹性片的长度。
4.根据权利要求3所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述柔性鱼体包括躯干部和尾鳍，所述躯干部的两端分别连接于所述头部与所述尾鳍，沿所述头部至所述尾鳍的方向上，所述第三弹性片的两端均位于所述躯干部，所述第二弹性片的远离所述头部的一端延伸至所述躯干部与所述尾鳍的连接处
5.根据权利要求2所述的仿生机器鱼，其特征在于，沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第一弹性片与所述第二弹性片的宽度逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述头部设有第二容置腔和连通所述第二容置腔的输气孔，所述气压调节模块安装于所述第二容置腔，所述气压调节模块设有第一气管，所述第一气管穿设于所述输气孔并连通所述第一容置腔。
7.根据权利要求6所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述气压调节模块包括抽真空装置、控制阀以及第二气管，所述抽真空装置与所述控制阀分别电连接于所述控制器，所述抽真空装置设有抽气口和排气口，所述控制阀包括第一入口、第二入口以及第一出口，所述第一气管的远离所述第一容置腔的一端连接于所述第一入口，所述第二气管连接于所述第一出口与所述抽气口，所述排气口与所述第二入口连通所述第二容置腔，所述控制器用于控制所述控制阀的所述第一入口连通所述第二入口或所述第一出口。
8.根据权利要求1所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述控制器包括控制电路板、驱动部件以及连接件，所述控制电路板分别电连接于所述气压调节模块与所述驱动部件，所述控制电路板设置于所述头部，所述驱动部件与所述连接件设置于所述第一容置腔内，所述连接件连接于所述柔性鱼体，所述驱动部件用于驱动所述连接件转动，以带动所述柔性鱼体摆动。
9.根据权利要求1所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述柔性鱼体包括躯干部和尾鳍，所述躯干部的两端分别连接于所述头部与所述尾鳍，所述尾鳍设有支撑件，所述支撑件自所述尾鳍的远离所述躯干部的一端延伸至所述躯干部与所述尾鳍的连接处。
10.根据权利要求9所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述支撑件的数量为多个，多个所述支撑件沿所述尾鳍的宽度方向上均匀并间隔设置，且各所述支撑件嵌设于所述柔性鱼体。
...【技术特征摘要】
1.一种仿生机器鱼，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的仿生机器鱼，其特征在于，至少两个所述弹性件包括第一弹性片和多个第二弹性片，所述第一弹性片与所述第二弹性片的靠近所述头部的一端连接并向所述柔性鱼体的方向延伸，多个所述第二弹性片分别设置于所述第一弹性片的两侧，且沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第二弹性片的长度小于所述第一弹性片的长度。
3.根据权利要求2所述的仿生机器鱼，其特征在于，至少两个所述弹性件还包括多个第三弹性片，所述第三弹性片的一端连接于所述第二弹性片并向远离所述头部的方向延伸，多个所述第三弹性片分别设置于所述第一弹性片的两侧，且所述第二弹性片位于所述第一弹性片与所述第三弹性片之间，沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第三弹性片的长度小于所述第二弹性片的长度。
4.根据权利要求3所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述柔性鱼体包括躯干部和尾鳍，所述躯干部的两端分别连接于所述头部与所述尾鳍，沿所述头部至所述尾鳍的方向上，所述第三弹性片的两端均位于所述躯干部，所述第二弹性片的远离所述头部的一端延伸至所述躯干部与所述尾鳍的连接处，所述第一弹性片自所述躯干部延伸至所述尾鳍。
5.根据权利要求2所述的仿生机器鱼，其特征在于，沿所述头部至所述柔性鱼体的方向上，所述第一弹性片与所述第二弹性片的宽度逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的仿生机器鱼，其特征在于，所述头部设有第二容置腔和连通所述第二容置腔的输气孔，所述气压调节模块...
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