【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下机器人，尤其涉及一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍及水下机器人。
技术介绍
1、水下机器人已经成为人们海洋勘探与水下作业的重要工具。其中，仿生机器鱼不同于传统的以螺旋桨推进器作为驱动的水下机器人，仿生机器鱼具有高机动性、高效率及低噪声的优点。
2、自然界中的鱼类可利用肌肉组织控制身体及尾鳍的刚度变化。对于现有大部分的仿生机器鱼，尾鳍是驱动其游动的主要动力来源。通过改变机器鱼的鱼体及尾鳍刚度，能够对游动的性能表现产生不同程度的影响。
3、目前，通过改变鱼体刚度提高游动性能的相关技术主要集中在仿生机器鱼的机械结构设计方面。不同机械结构能够产生不同刚度的鱼体刚度，从而能够进一步提升游动性能。然而，大多数研究成果集中在机械设计上，并只能实现单一的刚度变化，并不易于在线调节。换言之，对于多变的游动条件，单一的刚度变化不能在所有情况下达到最优。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍及水下机器人，用以改变以往尾鳍刚度并不易于在线调节的问题。
2、本专利技术提供一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，包括：尾鳍板、尾鳍骨架、尾鳍外壳以及温控组件；
3、所述尾鳍骨架设于所述尾鳍板的至少一侧，所述尾鳍骨架采用低熔点热塑材料制成；所述温控组件包括加热件和温控件，所述加热件设于所述尾鳍骨架，所述温控件控制所述加热件的发热温度以调节所述尾鳍骨架的刚度；所述尾鳍外壳包覆于所述尾鳍板外周。
4、根
5、根据本专利技术实施例提供的一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，所述尾鳍骨架形成有安装空间以及与所述安装空间连通的开口，所述测温件通过所述开口设于所述安装空间内。
6、根据本专利技术实施例提供的一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，所述尾鳍骨架包括主骨架、次骨架以及分支骨架，所述次骨架连接于所述主骨架，所述分支骨架连接于所述次骨架；
7、所述主骨架、所述次骨架以及所述分支骨架中的至少一者设有所述加热件，所述温控件能够控制每个所述加热件的发热温度。
8、根据本专利技术实施例提供的一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，所述尾鳍板上设置有通孔，所述尾鳍外壳包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳通过所述通孔与所述第二外壳连接。
9、根据本专利技术实施例提供的一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，所述尾鳍板设有相背的第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧设有所述尾鳍骨架，位于所述第一侧的所述尾鳍骨架和位于所述第二侧的所述尾鳍骨架关于所述尾鳍板对称设置。
10、根据本专利技术实施例提供的一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，所述基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍还包括多张尾鳍垫板，多张所述尾鳍垫板叠设于所述尾鳍板的根部。
11、根据本专利技术实施例提供的一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，所述多张尾鳍垫板形成有镂空区域，所述尾鳍板在对应于所述镂空区域设置有焊盘，所述加热件通过导线与所述焊盘连接。
12、此外，本专利技术还提供一种水下机器人，包括上述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍。
13、根据本专利技术实施例提供的一种水下机器人，所述水下机器人为仿生鱼，所述仿生鱼还包括与所述变刚度仿生尾鳍连接的鱼身，所述鱼身包括鱼身骨架以及温控组件，所述鱼身骨架采用低熔点热塑材料制成，所述温控组件用于调节所述鱼身骨架的刚度。
14、本专利技术提供的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍及水下机器人，可以通过温控件对位于尾鳍骨架上的加热件进行温度控制，从而调控尾鳍骨架各部分的刚度变化并由此调控尾鳍的整体刚度变化；低熔点热塑性聚合材料制成的尾鳍骨架的使用具有易实现、低成本的优点，且在功能上可实现刚度的连续性变化，并可以实现刚度的在线调控，在仿生尾鳍运动的同时实现刚度的调节；利用该基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍的非均匀刚度分布及多刚度变化，有望对仿生机器鱼在多种环境条件下的游动性能有所提升及优化，具有较强的可靠性与实用性。
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1.一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，包括：尾鳍板、尾鳍骨架、尾鳍外壳以及温控组件；
2.据权利要求1所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述温控组件还包括测温件，所述测温件设于所述尾鳍骨架，所述测温件与所述温控件电性连接，所述温控件根据所述测温件的实时温度和目标温度控制所述加热件，以使所述实时温度等于所述目标温度。
3.据权利要求2所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述尾鳍骨架形成有安装空间以及与所述安装空间连通的开口，所述测温件通过所述开口设于所述安装空间内。
4.据权利要求1所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述尾鳍骨架包括主骨架、次骨架以及分支骨架，所述次骨架连接于所述主骨架，所述分支骨架连接于所述次骨架；
5.据权利要求1所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述尾鳍板上设置有通孔，所述尾鳍外壳包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳通过所述通孔与所述第二外壳连接。
6.据权利要求1至5任一项所述的基于低熔点热塑材料的变刚度
7.据权利要求1至5任一项所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍还包括多张尾鳍垫板，多张所述尾鳍垫板叠设于所述尾鳍板的根部。
8.据权利要求7所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述多张尾鳍垫板形成有镂空区域，所述尾鳍板在对应于所述镂空区域设置有焊盘，所述加热件通过导线与所述焊盘连接。
9.一种水下机器人，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍。
10.据权利要求9所述的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人为仿生鱼，所述仿生鱼还包括与所述变刚度仿生尾鳍连接的鱼身，所述鱼身包括鱼身骨架以及温控组件，所述鱼身骨架采用低熔点热塑材料制成，所述温控组件用于调节所述鱼身骨架的刚度。
...【技术特征摘要】
1.一种基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，包括：尾鳍板、尾鳍骨架、尾鳍外壳以及温控组件；
2.据权利要求1所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述温控组件还包括测温件，所述测温件设于所述尾鳍骨架，所述测温件与所述温控件电性连接，所述温控件根据所述测温件的实时温度和目标温度控制所述加热件，以使所述实时温度等于所述目标温度。
3.据权利要求2所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述尾鳍骨架形成有安装空间以及与所述安装空间连通的开口，所述测温件通过所述开口设于所述安装空间内。
4.据权利要求1所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述尾鳍骨架包括主骨架、次骨架以及分支骨架，所述次骨架连接于所述主骨架，所述分支骨架连接于所述次骨架；
5.据权利要求1所述的基于低熔点热塑材料的变刚度仿生尾鳍，其特征在于，所述尾鳍板上设置有通孔，所述尾鳍外壳包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳通过所述通孔与所述第二外壳连接。
6.据权利要求1至5任...
【专利技术属性】
技术研发人员：李海鹏，张斌，余金安，周超，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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