【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仿生装置，具体涉及一种鱼尾摆动结构及仿生鱼装置。
技术介绍
1、在人与自然和谐处的环境下，随着生物科学和工程技术科学的发展，仿生机械的发展势头迅猛，它们能实现在复杂环境下完成任务，达到人们所期望的效果。如今海洋资源越来越受到国家重视，水下机器人已成为科研的热点。仿生机器作为水下机器人，具有低噪声、对环境扰动小等特点。
2、现有技术中，仿生鱼装置的驱动结构多采用多电机驱动多关节的设计，整体设计不够精简。申请号为cn2022111843496的专利申请公开了一种基于仿生鱼的仿真驱动装置，包括对驱动装置进行保护的鱼头壳和多段躯壳、动力模块、驱动模块、尾鳍，提供动力的所述动力模块设置在鱼头壳内，所述驱动模块与动力模块固定连接，连接鱼头部位和多段躯壳，动力模块中设有与驱动模块固定连接的正反转电机，所述尾鳍固定在驱动模块上，通过单一的正反转电机的转向切换来实现鱼尾的摇摆，来带动仿生鱼在水下快速移动，通过调节件改变多段躯壳之间的间距来调节鱼尾摆动的曲线弧度。虽然该方案是采用单一的电机来对仿生鱼的尾部进行驱动，但结构设计仍较为复杂，且传动性能和仿生效果有待进一步提高。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种传动性能高效且仿生效果更好的鱼尾摆动结构及仿生鱼装置。
2、基于本专利技术的一方面，提供一种鱼尾摆动结构，包括机架、驱动组件和一阶杆、二阶杆、尾鳍，所述驱动组件包括电机、受所述电机驱动而转动的主动拨盘、与所述机架固定连接的滑动导杆和套设于所述
3、在其中一实施例中，所述二阶杆的后段形成开口正对所述尾鳍首端的u形通槽，所述弹性件一端与所述尾鳍的所述首端连接，另一端与所述u形通槽的底面连接，所述u形通槽的两个侧板与所述尾鳍首端通过一根转轴铰接。
4、在其中一实施例中，所述一阶杆包括第一杆段、第二杆段和第三杆段，所述一阶滑槽设于所述第一杆段，所述第二杆段的两端分别与所述第一杆段和所述第三杆段垂直连接，所述第三杆段与所述二阶杆的中段铰接且所述第三杆段所在平面低于所述第一杆段所在平面。
5、在其中一实施例中，所述电机为步进电机。
6、在其中一实施例中，所述弹性件为弹簧。
7、在其中一实施例中，所述一阶杆、所述二阶杆均为一体化成型。
8、基于本专利技术的另一方面，提供一种仿生鱼装置，包括如上任一项所述的鱼尾摆动结构和仿生鱼本体一、仿生鱼本体二、仿生鱼本体三，所述机架固定连接于所述仿生鱼本体一的空腔内，所述仿生鱼本体二与所述一阶杆固定连接以随所述一阶杆摆动，所述仿生鱼本体三与所述二阶杆固定连接以随所述二阶杆摆动。
9、在其中一实施例中，所述二阶杆的中段与所述一阶杆的后段通过铰接轴铰接，所述铰接轴与所述仿生鱼本体二固定连接。
10、在其中一实施例中，所述仿生鱼本体一与所述机架为一体化成型结构。
11、在其中一实施例中，所述仿生鱼装置的总长为500mm，所述鱼尾摆动结构的长度为167mm，所述一阶杆的长度为45mm，所述二阶杆的长度为45mm，所述尾鳍的长度为77mm。
12、本专利技术的有益效果是，使用一个动力源驱动一阶杆、二阶杆和尾鳍分别做不同角度的近似正弦摆动，在摆动的形态位置以及摆动速度频率方面都更贴近真实的自然鱼的摆动状态；结构简单紧凑，传动性能高效，摆动幅度可调，只需改变定位轴的位置或驱动组件的位置，即可控制摆动幅度；模拟鱼尾时的位移、速度以及加速度规律均可更好的满足鱼体波摆动规律，以简洁的结构实现仿生自然鱼的摆动状态，具有更好的仿生效果，可作为水下平台搭载不同负载，完成不同功能。例如，加上图传设备就可以完成水下摄影，加上机械爪就可以实现水下物体的拾取。
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1.一种鱼尾摆动结构，其特征在于，包括机架、驱动组件和一阶杆(1)、二阶杆(2)、尾鳍(3)，所述驱动组件包括电机(4)、受所述电机(4)驱动而转动的主动拨盘(5)、与所述机架固定连接的滑动导杆(6)和套设于所述滑动导杆(6)的从动滑块(7)，所述从动滑块(7)面向所述主动拨盘(5)凹设有长度方向与所述滑动导杆(6)长度方向垂直的从动滑槽(71)，所述主动拨盘(5)的表面凸设有一个滑动连接于所述从动滑槽(71)的拨块(51)，所述一阶杆(1)的前段凹设有一阶滑槽(11)，所述从动滑块(7)的表面相应凸设有凸块(72)，所述一阶杆(1)的中段与固定连接于所述机架的定位轴(8)铰接，所述凸块(72)与所述一阶滑槽(11)滑动连接以使所述一阶杆(1)随所述从动滑块(7)的运动而绕所述定位轴(8)转动，所述二阶杆(2)的前段相对于所述机架上延伸出的限位杆(9)凹设有与所述限位杆(9)滑动配合的二阶滑槽(21)且所述二阶杆(2)的中段与所述一阶杆(1)的后段铰接以使所述二阶杆(2)随所述一阶杆(1)转动，所述二阶杆(2)的后段与所述尾鳍(3)的首端铰接并且所述尾鳍(3)的所述首端与所述二阶
2.如权利要求1所述的鱼尾摆动结构，其特征在于，所述二阶杆(2)的后段形成开口正对所述尾鳍(3)首端的U形通槽，所述弹性件(10)一端与所述尾鳍(3)的所述首端连接，另一端与所述U形通槽的底面连接，所述U形通槽的两个侧板与所述尾鳍(3)首端通过一根转轴(23)铰接。
3.如权利要求1所述的鱼尾摆动结构，其特征在于，所述一阶杆(1)包括第一杆段、第二杆段和第三杆段，所述一阶滑槽(11)设于所述第一杆段，所述第二杆段的两端分别与所述第一杆段和所述第三杆段垂直连接，所述第三杆段与所述二阶杆(2)的中段铰接且所述第三杆段所在平面低于所述第一杆段所在平面。
4.如权利要求1-3任一项所述的鱼尾摆动结构，其特征在于，所述电机(4)为步进电机。
5.如权利要求1-3任一项所述的鱼尾摆动结构，其特征在于，所述弹性件(10)为弹簧。
6.如权利要求1-3任一项所述的鱼尾摆动结构，其特征在于，所述一阶杆(1)、所述二阶杆(2)均为一体化成型。
7.一种仿生鱼装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的鱼尾摆动结构和仿生鱼本体一(101)、仿生鱼本体二(102)、仿生鱼本体三(103)，所述机架固定连接于所述仿生鱼本体一(101)的空腔内，所述仿生鱼本体二(102)与所述一阶杆(1)固定连接以随所述一阶杆(1)摆动，所述仿生鱼本体三(103)与所述二阶杆(2)固定连接以随所述二阶杆(2)摆动。
8.如权利要求7所述的仿生鱼装置，其特征在于，所述二阶杆(2)的中段与所述一阶杆(1)的后段通过铰接轴(12)铰接，所述铰接轴(12)与所述仿生鱼本体二(102)固定连接。
9.如权利要求7所述的仿生鱼装置，其特征在于，所述仿生鱼本体一(101)与所述机架为一体化成型结构。
10.如权利要求7所述的仿生鱼装置，其特征在于，所述仿生鱼装置的总长为500mm，所述鱼尾摆动结构的长度为167mm，所述一阶杆(1)的长度为45mm，所述二阶杆(2)的长度为45mm，所述尾鳍(3)的长度为77mm。
...【技术特征摘要】
1.一种鱼尾摆动结构，其特征在于，包括机架、驱动组件和一阶杆(1)、二阶杆(2)、尾鳍(3)，所述驱动组件包括电机(4)、受所述电机(4)驱动而转动的主动拨盘(5)、与所述机架固定连接的滑动导杆(6)和套设于所述滑动导杆(6)的从动滑块(7)，所述从动滑块(7)面向所述主动拨盘(5)凹设有长度方向与所述滑动导杆(6)长度方向垂直的从动滑槽(71)，所述主动拨盘(5)的表面凸设有一个滑动连接于所述从动滑槽(71)的拨块(51)，所述一阶杆(1)的前段凹设有一阶滑槽(11)，所述从动滑块(7)的表面相应凸设有凸块(72)，所述一阶杆(1)的中段与固定连接于所述机架的定位轴(8)铰接，所述凸块(72)与所述一阶滑槽(11)滑动连接以使所述一阶杆(1)随所述从动滑块(7)的运动而绕所述定位轴(8)转动，所述二阶杆(2)的前段相对于所述机架上延伸出的限位杆(9)凹设有与所述限位杆(9)滑动配合的二阶滑槽(21)且所述二阶杆(2)的中段与所述一阶杆(1)的后段铰接以使所述二阶杆(2)随所述一阶杆(1)转动，所述二阶杆(2)的后段与所述尾鳍(3)的首端铰接并且所述尾鳍(3)的所述首端与所述二阶杆(2)的所述后段之间还通过弹性件(10)连接。
2.如权利要求1所述的鱼尾摆动结构，其特征在于，所述二阶杆(2)的后段形成开口正对所述尾鳍(3)首端的u形通槽，所述弹性件(10)一端与所述尾鳍(3)的所述首端连接，另一端与所述u形通槽的底面连接，所述u形通槽的两个侧板与所述尾鳍(3)首端通过一根转轴(23)铰接。
3.如权利要求1所述的鱼尾摆动结构，其特征在于，所述一阶杆(1)包括第一杆段、第二杆段...
【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，陈凯歌，尹晨，金耀，邓哲宇，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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