波动推进仿生机器魟鱼及其工作方法

摘要

本发明涉及一种波动推进仿生机器魟鱼及其工作方法，属于仿生机器鱼技术领域。它包括上壳体、下壳体、环形长鳍推进机构、姿态控制机构及电池与控制系统电路板。本发明的仿生机器魟鱼能够模仿鱼类的胸鳍波动推进方式，实现直线游动、机动转弯及上浮与下潜运动。本发明的仿生机器魟鱼既可以用于研究鱼类的波动推进机理，也可以用于水下作业等相关领域。

主权项

一种波动推进仿生机器魟鱼，其特征在于：包括水平基板（8），以及与水平基板（8）固定的上壳体（1）及下壳体（2）；其中上壳体（1）与水平基板（8）之间还安装有控制系统电路板（5）、电池（6）及姿态控制机构（7）；其中下壳体（2）与水平基板（8）之间还安装有环形长鳍推进机构（3）；所述姿态控制机构（7）由若干沿周向均匀分布方式或沿中心对称分布方式安装于水平基板（8）上的姿态调节单元组成；所述姿态调节单元由第一导轨（802) 、第一丝杠（804）、与第一丝杠（804）相连的第一步进电机（801）、安装于第一丝杆和第一导轨上的质量块（805）组成，所述第一步进电机（801）的输出轴与水平基板（8）平行；所述环形长鳍推进机构（3）由环形硅胶薄膜（403）和若干沿周向均匀分布的环形长鳍推进单元组成；其中环形长鳍推进单元由电机径向位移控制机构、电机径向滑动机构、鳍条摆动机构、鳍面加持单元组成；上述电机径向位移控制机构由第二步进电机（701）、第二丝杠（702）、升降台（703）、丝杠固定基座（704）组成；第二步进电机（701）的输出轴与水平基板（8）垂直；升降台（703）安装于第二丝杠（702）上，第二丝杠（702）一端与第二步进电机（701）相联，另一端与丝杠基座（704）相联；第二步进电机（701）与水平基板（8）固联，丝杠固定基座（704）与下壳体（2）固联；上述电机径向滑动机构包括滑台基座（605）、滑台（604）、电机固定基座（603）、第三步进电机（601）；其中滑台基座（605）与下壳体（2）固联，滑台（604）安装于滑台基座（605）上可在其上径向滑动，电机固定基座（603）与滑台（604）固联，第三步进电机（601）安装于电机固定基座（603）上，第三步进电机（601）输出轴与水平基板（8）平行； 有一连杆（606），其一端与电机径向滑动机构中的电机固定基座（603）铰接，另一端与电机径向位移控制机构中的升降台（703）铰接；上述鳍条摆动机构由光滑曲杆（501）、第一光滑直杆（502）、第二光滑直杆（503）、摆动机构基座（404）及密封橡胶圈（504）组成；第一光滑直杆（502）与第二光滑直杆（503）相平行，它们安装在摆动机构基座（404）上；摆动机构基座（404）与下壳体（2）铰接；密封橡胶圈（504）安装于下壳体（2）上，光滑曲杆（501）位于第一光滑直杆（502）与第二光滑直杆（503）之间，光滑曲杆（501）内侧一端通过密封橡胶圈（504）延伸到壳体内，并与上述电机径向滑动机构中的第三步进电机（601）通过联轴器（602）相联；上述鳍面加持单元由上鳍条（401）和下鳍条（402）组成；上鳍条（401）和下鳍条（402）夹持住所述环形硅胶薄膜（403）；上鳍条（401）和下鳍条（402）的内侧一端通过固定螺丝（405）安装在鳍条摆动机构的摆动机构基座（404）上。