智能仿生机器海豚制造技术

一种智能仿生机器海豚，其包括海豚头部、海豚体部、尾鳍机构、第一弹性连接件及第二弹性连接件，该第一弹性连接件的两端分别固定连接该海豚头部与该海豚体部，该第二弹性连接件的两端分别固定连接该海豚体部与该尾鳍机构。上述智能仿生机器海豚采用第一弹性连接件固定连接于海豚头部和海豚体部之间，形成第一个柔性关节多关节；第二弹性连接件固定连接于海豚体部与尾鳍机构之间，形成第二个柔性关节。该多个柔性关节使智能仿生机器海豚运动时的转弯半径变小，增加了智能仿生机器海豚转弯时的向心力，提高了智能仿生机器海豚的游动性能和机动性。

【技术实现步骤摘要】
智能仿生机器海豚
本专利技术涉及一种智能机器，特别涉及一种智能仿生机器海豚。
技术介绍
鲸豚类和鱼类经过漫长的进化，表现出了非凡的水中运动能力。与鱼类相比，海豚在游动性能、灵活性、声纳探测和减阻机制等方面的表现尤为突出。模拟海豚的背腹式运动机理开发新型的水下航行系统，是微型智能潜艇和水下机器人发展的一个方向。在国际上，从机器人学的角度出发，美国麻省理工学院(MIT)于1994年率先研制了世界上第一条真正意义上的仿生金枪鱼RoboTuna。日本在1999年研制了一条自主驱动的智能仿生机器海豚，该智能仿生机器海豚是高速游动海洋生物海豚的简化模型。国内在这个领域的研究起步较晚，代表性的是北京航空航天大学于2001年成功研制了仿生机器鱼。由于机器海豚开发研制的诸多困难，针对机器海豚的理论和技术研究尚处于起步阶段。一种智能仿生机器海豚，其主要由刚性海豚头、弹性海豚体和仿鳍机构组成。它采用多关节串联的尾部上下摆动机构实现背腹式运动，用左右摆动的转弯机构实现机动运动，基本实现了海豚的仿生推进、转弯、静水运动平衡等运动。然而，上述智能机器机器海豚，是根据鰺科模式(Carangiform)设计的，整体上主要是刚性海豚头和弹性海豚体两部分，即由一个关节组成。海豚头和海豚体的长度比例大约是1 1，其推进力主要由后半部的弹性海豚体部产生，使智能仿生机器海豚运动时的转弯半径较大，向心力较小，降低了海豚的游动性能和机动性。
技术实现思路
鉴于上述状况，有必要提供一种游动性能和机动性能较好的智能仿生机器海豚。—种智能仿生机器海豚，其包括海豚头部、海豚体部、尾鳍机构、第一弹性连接件及第二弹性连接件，该第一弹性连接件的两端分别固定连接该海豚头部与该海豚体部，该第二弹性连接件的两端分别固定连接该海豚体部与该尾鳍机构。进一步地，该海豚头部包括壳体及收容于该壳体内的重心调节装置，该重心调节装置用于改变该智能仿生机器海豚的重心位置。进一步地，该重心调节装置包括电机安装板、电机、配重块、摆动架、大齿轮、小齿轮、滚动体、滚动槽体及安装座；该电机安装板固定在该壳体上；该电机安装在该电机安装板上；该摆动架与该大齿轮固定连接，且套设于该电机的输出轴上；该配重块安装在该摆动架上，随该摆动架的摆动一起运动；该小齿轮与该滚动槽体固定连接；该滚动槽体铰接在该安装座上，该安装座安装在该壳体上；该滚动体放置在该滚动槽体内，该滚动槽体内部设有多个相互间隔的凸块。进一步地，该重心调节装置包括电机安装板、电机、配重块、摆动架、伸缩件、滚动体、滚动槽体及安装座；该电机安装板固定在该壳体上，该电机安装在该电机安装板上；该摆动架及滚动槽体分别与该伸缩件的两端固定连接，且该摆动架套设于该电机的输出轴4上；该配重块安装在该摆动架上，随该摆动架的摆动一起运动；该滚动槽体铰接在该安装座上，该安装座安装在该壳体上；该滚动体放置在该滚动槽体内，该滚动槽体内部设有多个相互间隔的凸块；通过该伸缩件的伸缩运动，使该滚动体在该滚动槽体内的滚动。进一步地，该重心调节装置包括竖直调节机构和水平调节机构；该竖直调节机构包括竖直电机安装板、竖直电机、配重块及摆动架；该竖直电机安装板固定在该壳体上；该竖直电机安装在该电机安装板上；该摆动架固定连接在该竖直电机的输出轴上；该配重块安装在该摆动架上，随该摆动架的摆动一起运动；该水平调节机构包括水平电机安装板、水平电机、滚动体、滚动槽体及安装座；该水平电机安装板固定在该壳体上；该水平电机安装在该水平电机安装板上；该滚动槽体与该水平电机的输出轴固定连接；该滚动槽体铰接在该安装座上；该安装座安装在该壳体上；该滚动体放置在该滚动槽体内；该滚动槽体内部设有多个相互间隔的凸块，用以限定该滚动体的滚动。进一步地，该海豚头部还包括设置于该壳体内且具有伸缩气缸的储水腔装置，该储水腔装置开设有吸水孔和排气孔，该储水腔装置的吸水、排气和排水通过该伸缩气缸的驱动进行。进一步地，还包括对称地设于该海豚头部两侧的两个胸鳍机构；每一胸鳍机构包括胸鳍电机、安装板、胸鳍、转动连杆、第一连杆座、第二连杆座及轴承；该安装板固定在该海豚头部上；该胸鳍电机安装在该安装板上；该第一连杆座固定在该胸鳍电机的输出轴上；该第二连杆座与该第一连杆座固定连接；该转动连杆与该第二连杆座固定连接；该胸鳍固定在该转动连杆上；该轴承连接于该转动连杆和该海豚头部之间，以减小该转动连杆与该海豚头部之间的摩擦力。进一步地，还包括用于控制该海豚体部相对于该海豚头部转动的转弯机构；该转弯机构包括连接杆、电机支架、转弯电机、转弯支架及转弯连接体；该连接杆固定连接于该海豚头部与该电机支架之间；该转弯电机安装在该电机支架上；该转弯支架与该转弯电机的输出轴固定连接；该转弯连接体固定连接于该转弯支架与该海豚体部之间。进一步地，还包括驱动该尾鳍机构运动的正弦推进机构。进一步地，该尾鳍机构包括上连接套、下连接套、电机支架、尾鳍转弯支架、尾鳍电机、尾部连接体及尾鳍；该上连接套与该下连接套相配合形成一连接套，且与该电机支架固定连接；该尾鳍电机安装在该电机支架上；该尾鳍电机的输出轴与该尾鳍转弯支架固定连接；该尾部连接体固定在该尾鳍转弯支架上；该尾鳍与该尾部连接体固定连接。上述智能仿生机器海豚采用第一弹性连接件固定连接于海豚头部和海豚体部之间，形成第一个柔性关节多关节；第二弹性连接件固定连接于海豚体部与尾鳍机构之间，形成第二个柔性关节。该多个柔性关节使智能仿生机器海豚运动时的转弯半径变小，增加了智能仿生机器海豚转弯时的向心力，提高了智能仿生机器海豚的游动性能和机动性。附图说明图1为实施例一的智能仿生机器海豚的立体图；图2为图1所示智能仿生机器海豚的局部剖视图；图3为图2中沿III-III线的剖面图；图4为图1所示智能仿生机器海豚的重心调节装置的立体图5为图1所示智能仿生机器海豚的胸鳍结构的立体图；图6为图1所示智能仿生机器海豚的转弯机构的立体图；图7为图1所示智能仿生机器海豚的正弦推进机构的主传动机构的立体图；图8为图1所示智能仿生机器海豚的正弦推进机构的调幅机构的立体图；图9为图1所示智能仿生机器海豚的尾鳍机构的立体图；图10为实施例二的智能仿生机器海豚的重心调节装置的立体图；图11为实施例三的智能仿生机器海豚的重心调节装置的局部立体图；图12为实施例三的智能仿生机器海豚的重心调节装置的局部立体图。具体实施方式下面主要结合附图说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图1至图3，实施例一的智能仿生机器海豚100根据具有较高推进效率和推进速度的鰺科加新月形尾鳍模式设计，其包括海豚头部110、两个胸鳍机构120、第一弹性连接件130、转弯机构140、海豚体部150、正弦推进机构160、第二弹性连接件170及尾鳍机构180。两个胸鳍机构120对称地设于海豚头部110的两侧。第一弹性连接件130的两端分别固定连接海豚头部110与海豚体部150。第二弹性连接件170的两端分别固定连接海豚体部150与尾鳍机构180。转弯机构140设于海豚体部150内，用于控制海豚体部150 相对于海豚头部110转动。正弦推进机构160设置于海豚体部150内，用于驱动尾鳍机构 180运动。海豚头部110包括壳体111、重心调节装置112、控制装置113、传感器装置114、储水腔装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能仿生机器海豚，其包括海豚头部，其特征在于，该智能仿生机器海豚还包括海豚体部、尾鳍机构、第一弹性连接件及第二弹性连接件，该第一弹性连接件的两端分别固定连接该海豚头部与该海豚体部，该第二弹性连接件的两端分别固定连接该海豚体部与该尾鳍机构。

【技术特征摘要】
1.一种智能仿生机器海豚，其包括海豚头部，其特征在于，该智能仿生机器海豚还包括海豚体部、尾鳍机构、第一弹性连接件及第二弹性连接件，该第一弹性连接件的两端分别固定连接该海豚头部与该海豚体部，该第二弹性连接件的两端分别固定连接该海豚体部与该尾鳍机构。2.如权利要求1所述的智能仿生机器海豚，其特征在于，该海豚头部包括壳体及收容于该壳体内的重心调节装置，该重心调节装置用于改变该智能仿生机器海豚的重心位置。3.如权利要求2所述的智能仿生机器海豚，其特征在于，该重心调节装置包括电机安装板、电机、配重块、摆动架、大齿轮、小齿轮、滚动体、滚动槽体及安装座；该电机安装板固定在该壳体上；该电机安装在该电机安装板上；该摆动架与该大齿轮固定连接，且套设于该电机的输出轴上；该配重块安装在该摆动架上，随该摆动架的摆动一起运动；该小齿轮与该滚动槽体固定连接；该滚动槽体铰接在该安装座上，该安装座安装在该壳体上；该滚动体放置在该滚动槽体内，该滚动槽体内部设有多个相互间隔的凸块。4.如权利要求2所述的智能仿生机器海豚，其特征在于，该重心调节装置包括电机安装板、电机、配重块、摆动架、伸缩件、滚动体、滚动槽体及安装座；该电机安装板固定在该壳体上，该电机安装在该电机安装板上；该摆动架及滚动槽体分别与该伸缩件的两端固定连接，且该摆动架套设于该电机的输出轴上；该配重块安装在该摆动架上，随该摆动架的摆动一起运动；该滚动槽体铰接在该安装座上，该安装座安装在该壳体上；该滚动体放置在该滚动槽体内，该滚动槽体内部设有多个相互间隔的凸块；通过该伸缩件的伸缩运动，使该滚动体在该滚动槽体内的滚动。5.如权利要求2所述的智能仿生机器海豚，其特征在于，该重心调节装置包括竖直调节机构和水平调节机构；该竖直调节机构包括竖直电机安装板、竖直电机、配重块及摆动架；该竖直电机安装板固定在该壳体上；该竖直电机安装在该电机安装板上；该摆动架固定连接在该竖直电机的输出轴上；该配重块安装在该摆动架上，随该摆动架的摆动一起运动；该水平调节机构包括水平电机安装板、水平电...

【专利技术属性】
技术研发人员：何凯，欧协锋，刘鹏，杜如虚，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：94