水下仿生機器人

1.本發明涉及仿生機器人的技術領域，尤其涉及一種水下仿生機器人。


背景技術：

2.近年來，能源短缺問題越來越突出，人類需要充分利用陸地、海洋等資源來維持自身發展，在對海洋資源開發過程中需要用到機器人進行水下環境探測，現有的水下機器人多采用螺旋槳進行驅動，這種驅動方式的優點是可以提供很大的驅動力，缺點是產生的噪聲過大。
3.海洋脊椎生物通常一般通過左右或者上下擺動尾鰭來提供運動的動力，其他魚鰭配合完成運動。而采用模仿魚類通過擺動提供動力的方式可以減少噪聲的產生。


技術實現要素：

4.本發明的目的是提供水下仿生機器人，以解決上述問題，提供一種噪聲小的水下機器人。
5.為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
6.一種水下仿生機器人，包括外蒙皮，所述外蒙皮外側固定連接有魚鰭和魚尾結構，所述外蒙皮外輪廓與魚輪廓相同，所述外蒙皮內部固定連接有若干擺動骨架，若干所述擺動骨架沿所述外蒙皮從前至后依次排列，相鄰所述擺動骨架之間相互鉸接，位于尾端的所述擺動骨架與所述魚尾結構固定連接，每個所述擺動骨架分別通過拉繩連接有擺動驅動組件，所述擺動驅動組件電性連接有控制器，位于首端的所述擺動骨架與所述擺動驅動組件鉸接；
7.所述擺動驅動組件用于驅動所述擺動骨架產生仿生擺動，所述魚鰭傳動連接有驅動部。
8.優選的，所述擺動驅動組件包括安裝板，所述安裝板一端與所述首端的所述擺動骨架鉸接，所述安裝板為l型結構，所述安裝板遠離所述擺動骨架的一側固定連接有連接軸，所述連接軸水平設置，所述連接軸上轉動連接有若干第一擺動桿、第二擺動桿，所述第一擺動桿、第二擺動桿與所述連接軸相垂直，所述第一擺動桿、第二擺動桿交替設置，所述第一擺動桿、第二擺動桿底端傳動連接有擺動驅動部。
9.優選的，所述擺動驅動部包括若干轉動連接在所述安裝板上的中心軸，所述第一擺動桿底端滑動連接有第一滑套，所述第二擺動桿底端滑動連接有第二滑套，所述第一滑套底端固定連接有第一偏轉軸，所述第二滑套底端固定連接有第二偏轉軸，所述第一偏轉軸與所述中心軸之間固定連接有直線電機，所述第二偏轉軸與所述中心軸之間固定連接有所述直線電機，所述第一擺動桿、第二擺動桿分布在所述中心軸兩側，位于端部的所述中心軸軸接有第一電機，所述第一電機與所述安裝板固定連接，所述第一電機、直線電機分別與所述控制器電性連接。
10.優選的，所述擺動骨架為板狀結構，所述擺動骨架一側固定連接有第一鉸接塊，所
述擺動骨架另一側固定連接有第二鉸接塊，相鄰所述擺動骨架之間通過所述第一鉸接塊、第二鉸接塊鉸接。
11.優選的，所述擺動骨架上開設有兩個過孔，兩個所述過孔對稱設置，拉動后方的所述擺動骨架的所述拉繩穿過位于前方的所述擺動骨架的所述過孔。
12.優選的，所述驅動部包括與所述外蒙皮固定連接的第二電機，所述第二電機的輸出軸與所述魚鰭傳動連接。
13.優選的，若干所述擺動骨架組成的外輪廓與所述外蒙皮相匹配。
14.優選的，所述安裝板上固定連接有若干支撐架，每個所述中心軸通過所述支撐架與所述安裝板轉動連接。
15.本發明具有如下技術效果：
16.控制器控制擺動驅動組件運行，擺動驅動組件拉動不同的拉繩，拉繩拉動不同的擺動骨架，使相鄰的擺動骨架產生擺動，通過控制多個擺動骨架擺動不同的角度，并配合外蒙皮的外型，使其組合后的運行狀態可以達到模仿魚類游動的狀態。
附圖說明
17.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
18.圖1為本發明結構示意圖；
19.圖2為圖1中a的局部放大圖；
20.圖3為圖1中b的局部放大圖；
21.圖4為圖1中c的局部放大圖；
22.圖5為擺動骨架側視結構示意圖；
23.圖6為魚鰭連接驅動部結構示意圖；
24.圖7為本發明實施例二的結構示意圖。
25.其中，1、外蒙皮；2、擺動骨架；201、過孔；3、第一鉸接塊；4、第二鉸接塊；5、安裝板；6、第一擺動桿；601、第一偏轉軸；602、第一滑套；7、第二擺動桿；701、第二偏轉軸；702、第二滑套；8、連接軸；9、中心軸；10、支撐架；11、第一電機；12、拉繩；13、電磁鐵；14、控制箱；15、魚鰭；16、第二電機；17、直線電機。
具體實施方式
26.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
27.為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
28.實施例一：
29.參照圖1-6所示，本實施例提供一種水下仿生機器人，包括外蒙皮1，外蒙皮1外側固定連接有魚鰭15和魚尾結構，外蒙皮1外輪廓與魚輪廓相同，外蒙皮1內部固定連接有若干擺動骨架2，若干擺動骨架2沿外蒙皮1從前至后依次排列，相鄰擺動骨架2之間相互鉸接，位于尾端的擺動骨架2與魚尾結構固定連接，每個擺動骨架2分別通過拉繩12連接有擺動驅動組件，擺動驅動組件電性連接有控制器，位于首端的擺動骨架2與擺動驅動組件鉸接；
30.擺動驅動組件用于驅動擺動骨架2產生仿生擺動，魚鰭15傳動連接有驅動部。
31.控制器控制擺動驅動組件運行，擺動驅動組件拉動不同的拉繩12，拉繩12拉動不同的擺動骨架2，使相鄰的擺動骨架2產生擺動，通過控制多個擺動骨架2擺動不同的角度，并配合外蒙皮1的外型，使其組合后的運行狀態可以達到模仿魚類游動的狀態。
32.進一步優化方案，擺動驅動組件包括安裝板5，安裝板5一端與首端的擺動骨架2鉸接，安裝板5為l型結構，安裝板5遠離擺動骨架2的一側固定連接有連接軸8，連接軸8水平設置，連接軸8上轉動連接有若干第一擺動桿6、第二擺動桿7，第一擺動桿6、第二擺動桿7與連接軸8相垂直，第一擺動桿6、第二擺動桿7交替設置，第一擺動桿6、第二擺動桿7底端傳動連接有擺動驅動部。
33.控制器控制擺動驅動部運行，擺動驅動部推動第一擺動桿6、第二擺動桿7沿連接軸8轉動，使兩者產生不同方向的擺動，第一擺動桿6、第二擺動桿7的端部與每個拉繩12固定連接，當第一擺動桿6、第二擺動桿7產生擺動時，會拉動擺動骨架2產生相應的擺動，從而達到驅動擺動骨架2的目的。
34.進一步優化方案，擺動驅動部包括若干轉動連接在安裝板5上的中心軸9，第一擺動桿6底端滑動連接有第一滑套602，第二擺動桿7底端滑動連接有第二滑套702，第一滑套602底端固定連接有第一偏轉軸601，第二滑套702底端固定連接有第二偏轉軸701，第一偏轉軸601與中心軸9之間固定連接有直線電機17，第二偏轉軸701與中心軸9之間固定連接有直線電機17，第一擺動桿6、第二擺動桿7分布在中心軸9兩側，位于端部的中心軸9軸接有第一電機11，第一電機11與安裝板5固定連接，第一電機11、直線電機17分別與控制器電性連接。
35.控制器控制第一電機11往復轉動，第一電機11帶動第二偏轉軸701和第一偏轉軸601移動，第二偏轉軸701和第一偏轉軸601移動分別帶動第二滑套702和第一滑套602移動，從而實現推動第一擺動桿6、第二擺動桿7的目的，使第一擺動桿6、第二擺動桿7產生擺動。
36.進一步優化方案，擺動骨架2為板狀結構，擺動骨架2一側固定連接有第一鉸接塊3，擺動骨架2另一側固定連接有第二鉸接塊4，相鄰擺動骨架2之間通過第一鉸接塊3、第二鉸接塊4鉸接。
37.第一鉸接塊3、第二鉸接塊4與擺動骨架2相互配合，使三者組合成類似于魚骨的形狀結構，為仿生機器人提供骨架基礎。
38.進一步優化方案，擺動骨架2上開設有兩個過孔201，兩個過孔201對稱設置，拉動后方的擺動骨架2的拉繩12穿過位于前方的擺動骨架2的過孔201。
39.進一步優化方案，驅動部包括與外蒙皮1固定連接的第二電機16，第二電機16的輸出軸與魚鰭15傳動連接。第二電機16的輸出軸與魚鰭15的連接可以采用齒輪組或其它具備動力傳遞的傳動結構。
40.控制器控制第二電機16轉動，第二電機16帶動魚鰭15擺動，并配合仿生機器人的
主體結構實現模仿魚類游泳的功能，第二電機16的角度和位置的設置根據實際需求進行設置即可。
41.進一步優化方案，若干擺動骨架2組成的外輪廓與外蒙皮1相匹配。
42.進一步優化方案，安裝板5上固定連接有若干支撐架10，每個中心軸9通過支撐架10與安裝板5轉動連接。
43.實施例二：
44.參照圖7所示，本實施例的仿生機器人與實施例一的區別僅在于，位于首端的擺動骨架2與安裝板5固定連接，安裝板5上安裝有控制箱14，控制器設置在控制箱14內，擺動骨架2的過孔201內安裝有電磁鐵13，電磁鐵13與控制器電性連接，通過控制器控制相鄰的電磁鐵13通電，并控制不同電磁鐵13的電流大小及電流方向，利用磁鐵的同極相斥，異極向吸的原理，可以控制相鄰的擺動骨架2之間產生對應角度的擺動，從而實現模擬魚類游泳的目的，本實施例的結構相較于實施例一可以減少仿生機器人內部的空間占用，為機器人的使用帶來更多便利，同時簡化了其驅動結構，使整體結構更加簡單。
45.本發明的控制器可以選用plc、單片機等具備控制功能的零部件，外蒙皮1可以采用具有一定彈性的柔性材料例如橡膠、乳膠等。
46.在本發明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
47.以上所述的實施例僅是對本發明的優選方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。