【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仿生机械中的机器鱼，特别是一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼。
技术介绍
1、目前地球上有大约70%的面积被海洋所覆盖，已探明有15304种鱼类栖息在海洋中。在数百万年的演化过程中它们最后呈现出了惊人的游动能力、高效的推进方式、极强的加速能力和优秀的机动性。因此，鱼的形态学、游动方式的研究以及将其原理的应用为接下来新一代的水下机械的发展打开了一扇新的大门。
2、就目前机器鱼的发展情况来看，大体上可以将其分为两大类——硬体鱼和软体鱼。但不论是硬体鱼还是软体鱼在设计的过程必不可少的是对驱动方式的考虑，目前主要的驱动方式有四种分别是驱动电机驱动、液压和气压驱动、智能材料驱动和混合驱动。电机驱动需要用到至少一个电机，而电机的大小也就限制了鱼的重量、尺寸和扭矩；液压驱动的鱼体需要有相对较大的尺寸也更加难以控制；第三种是智能材料驱动由于材料的性质不一导致对机器鱼的控制及其难以执行；最后一种是混合驱动由于其驱动方式的复杂性使得它难以被设计和控制。就以上四种硬体和软体机器鱼中各驱动方式的典型代表来看，或多或少都存在着设计上的问题和控制上的问题，很难在体积、机械结构的复杂性和控制的便利性这几个方面做到兼容。因此，现在急需要一种新的驱动方式能解决上述传统驱动方式所面临的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，实现鱼体的快速摆动，以达到机器鱼游动的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种
3、所述鱼体部分的致动器在带铁芯的致动器单元通电后相邻的两个致动器单元由于电磁力的作用相互吸引而靠拢，在两个致动器的中间夹有若干柱状的磁流变弹性体，磁流变弹性体在不同的磁场中会改变刚度，以至于线圈在通电后相邻的两致动器单元相互吸引靠拢的过程中，中间所夹的磁流变弹性体也会因为磁场的改变而发生刚度的改变，出现更强的抵抗两致动器单元相靠拢的状态，在线圈通电结束后便能迅速将两致动单元推开恢复原状；将若干组这样的致动器相互串联并按照一定规律通电后便能实现鱼体和鱼尾的摆动；其中，每个致动器单元由柱状磁流变弹性体、月牙形肋片和由漆包线绕成的带铁芯的线圈共同组成，每个致动器单元有两片月牙形的肋片，肋片的一面固结在由数个漆包线绕成的带铁芯的并排放置的线圈的两侧，在肋片的另外一侧则粘接有若干个柱状的磁流变弹性体。
4、在一较佳的实施例中，所述的柱状磁流变弹性体是由硅胶和铁粉混合后导入模具固化后形成，磁流变弹性体会因为磁场的改变而改变其刚度和粘弹性等机械性能，在通电线圈引起磁流变弹性体周围磁场变化时磁流变体本身也会改变其材料的机械性能以便于让鱼体更加灵活的摆动。
5、在一较佳的实施例中，包括安装各致动单元的脊柱、柱状磁流变弹性体、月牙形肋片和由漆包线绕成的带铁芯的线圈组成。
6、在一较佳的实施例中，整条脊柱是由单个脊柱节依次通过销钉连接而成，而单个脊柱节是由一个链状脊柱、四个连接肋和两个肋片连接座组成，连接座布置在链状脊柱的两侧，连接肋将链状脊柱和肋片连接座通过销钉连接起来。
7、在一较佳的实施例中，柱状磁流变弹性体、月牙形肋片和由漆包线绕成的带铁芯的线圈共同组成一个致动器单元。
8、在一较佳的实施例中，两片月牙形的肋片固结在带铁芯的线圈的两侧，在两片未固结线圈的肋片的一侧粘接有若干柱状磁流变体；致动单元是通过肋片上的凹槽粘接在肋片连接座上，从而将致动器单元与脊柱相连接。
9、本专利技术还提供了一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其包括依次连接的头部、鱼体部以及尾部，在鱼头部分主要是机器鱼的控制单元的安放处,放置控制单元的腔体为方便安装被分为三个部分，
10、在鱼头部的顶端有一个磁吸的端盖，在端盖的内部两侧分别设置一个圆形的磁铁安置处以便于实现端盖磁吸的功能；
11、与端盖相连接的部分是电源舱，电源舱与端盖连接端同样在其内部两侧分别设置一个圆形的磁铁安放处，同时该端上下两处开两个圆形孔，以用来布置电源开关且开关做防水密封处理；
12、与电源舱的另一端连接部分是pcb电路板舱，舱体由铝合金材料经3d打印形成，在舱体中间有一个薄层肋板且中间开一孔洞，在肋板两侧布置有两块pcb电路板，用螺钉固定在薄层肋板上，在电路板安装时将pcb板上的mos管紧贴肋板安装以便于mos管更好的散热；
13、与pcb电路板舱另一端相连接是连接架，该零件将鱼头和鱼体两部分连接起来，连接架的外部形状与鱼体的横截面类似，略小于该处鱼体的横截面且有厚度，在连接架的中间竖向的有一个加强筋由三颗螺钉将鱼身的链状脊柱固定，在类似于鱼横截面的且有一定厚度的外表面与鱼头部分的pcb电路板舱配合安装。
14、在一较佳的实施例中，连接部分均有防水密封的要求，电池舱和pcb电路板舱的连接方式类似于轴孔的配合在电池舱的连接端有一圈类似于台阶的结构，以方便和pcb电路板舱的对接，在对接好后电池舱和pcb电路板舱之间仍然有一个极为狭窄的缝隙在该缝隙中便可以布置防水通过向缝隙中填充真空硅脂和硅胶膜密封，再通过螺钉将二者固定；同样pcb电路板舱和连接架也是类似于轴孔配合将连接架插入pcb电路板舱里将二者配合好再四周紧固好螺钉，用真空硅脂和硅胶膜密封好缝隙。
15、在一较佳的实施例中，鱼体用硅胶膜覆盖以用于密封防水。
16、在一较佳的实施例中，在鱼尾部分，鱼尾采用软硅胶3d打印的方式制作而成，鱼尾和鱼体的连接是通过将鱼尾粘接在鱼体致动器最后一个单元的肋片上。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术结构简单且能随着鱼身的长度灵活的改变制动器单元数量和大小，从而突破了机器鱼体内部机械结构尺寸的大小对机器鱼本身几合尺寸大小的限制。同时新的致动器也因为结构简单，而使得机器鱼易于控制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，包括依次连接的头部、鱼体部以及尾部，其特征在于，所述鱼体部包括若干串联的致动器，每个致动器由若干带铁芯的线圈、两片肋片和若干柱状磁流变弹性体组成；
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，所述的柱状磁流变弹性体是由硅胶和铁粉混合后导入模具固化后形成。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，包括安装各致动单元的脊柱、柱状磁流变弹性体、月牙形肋片和由漆包线绕成的带铁芯的线圈组成。
4.根据权利要求3所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，整条脊柱是由单个脊柱节依次通过销钉连接而成，而单个脊柱节是由一个链状脊柱、四个连接肋和两个肋片连接座组成，连接座布置在链状脊柱的两侧，连接肋将链状脊柱和肋片连接座通过销钉连接起来。
5.根据权利要求3所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，柱状磁流变弹性体、月牙形肋片和由漆包线绕成的带铁芯的线圈共同组成一个致动器单元。
6.根据权利要求5所述的一
7.一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其包括依次连接的头部、鱼体部以及尾部，在鱼头部分主要是机器鱼的控制单元的安放处,放置控制单元的腔体为方便安装被分为三个部分，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，连接部分均有防水密封的要求，电池舱和PCB电路板舱的连接方式类似于轴孔的配合在电池舱的连接端有一圈类似于台阶的结构，以方便和PCB电路板舱的对接，在对接好后电池舱和PCB电路板舱之间仍然有一个极为狭窄的缝隙在该缝隙中便可以布置防水通过向缝隙中填充真空硅脂和硅胶膜密封，再通过螺钉将二者固定；同样PCB电路板舱和连接架也是类似于轴孔配合将连接架插入PCB电路板舱里将二者配合好再四周紧固好螺钉，用真空硅脂和硅胶膜密封好缝隙。
9.根据权利要求8所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，鱼体用硅胶膜覆盖以用于密封防水。
10.根据权利要求9所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，在鱼尾部分，鱼尾采用软硅胶3D打印的方式制作而成，鱼尾和鱼体的连接是通过将鱼尾粘接在鱼体致动器最后一个单元的肋片上。
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，包括依次连接的头部、鱼体部以及尾部，其特征在于，所述鱼体部包括若干串联的致动器，每个致动器由若干带铁芯的线圈、两片肋片和若干柱状磁流变弹性体组成；
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，所述的柱状磁流变弹性体是由硅胶和铁粉混合后导入模具固化后形成。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，包括安装各致动单元的脊柱、柱状磁流变弹性体、月牙形肋片和由漆包线绕成的带铁芯的线圈组成。
4.根据权利要求3所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，整条脊柱是由单个脊柱节依次通过销钉连接而成，而单个脊柱节是由一个链状脊柱、四个连接肋和两个肋片连接座组成，连接座布置在链状脊柱的两侧，连接肋将链状脊柱和肋片连接座通过销钉连接起来。
5.根据权利要求3所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，柱状磁流变弹性体、月牙形肋片和由漆包线绕成的带铁芯的线圈共同组成一个致动器单元。
6.根据权利要求5所述的一种基于磁流变致动器驱动的仿生机器鱼，其特征在于，两片月牙形的肋片固结在带铁芯的线圈的两侧，在两片未固结线圈的肋片的一侧粘接有若...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。