本實(shí)用新型涉及一種水下仿生機(jī)器人，涉及水下環(huán)境畫(huà)面拍攝與測(cè)距定位領(lǐng)域，具體為一種水下仿生機(jī)器魚(yú)。

背景技術(shù)：

目前，隨著工業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值在海洋中得以實(shí)現(xiàn)，但是水下環(huán)境監(jiān)測(cè)仍然及其困難，用于水下監(jiān)測(cè)的機(jī)器人發(fā)展仍然緩慢。與傳統(tǒng)的用螺旋槳作為推進(jìn)動(dòng)力的水下航行器相比，水下機(jī)器魚(yú)有著普通航行器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，所以仿生機(jī)器魚(yú)技術(shù)越趨向于成熟，其微型化、高效率、低噪音、高隱蔽性及良好加速和制動(dòng)性能的程度越高。一方面，水下機(jī)器魚(yú)可工作于復(fù)雜的水下環(huán)境，進(jìn)行潮流判斷、水質(zhì)檢測(cè)、水文測(cè)量以及作為軍事探測(cè)器等，能量消耗低，能量轉(zhuǎn)換率高，游行速度快；另一方面，其不僅可以作為科普、教育等展覽，還可以發(fā)展其商業(yè)價(jià)值。

就目前的機(jī)器魚(yú)而言，大多數(shù)機(jī)器魚(yú)的體積仍然很大，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂，采用單個(gè)集成攝像頭，采集的圖像只為平面圖像。此外，這些機(jī)器魚(yú)均采用的是有線充電，必須返回到固定位置進(jìn)行充電，當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)航時(shí)，無(wú)法及時(shí)充電導(dǎo)致電量不足的缺陷將嚴(yán)重影響工作進(jìn)度，同時(shí)有線充電時(shí)重復(fù)的插拔插頭會(huì)影響使用情況以及密封性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種可進(jìn)行無(wú)線充電、用于水下環(huán)境畫(huà)面拍攝和測(cè)量的機(jī)器魚(yú)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：一種水下仿生機(jī)器魚(yú)，包括中空的密閉魚(yú)頭、魚(yú)身、魚(yú)尾，魚(yú)頭上設(shè)有背鰭以及一對(duì)腹鰭；魚(yú)身包括設(shè)置在魚(yú)頭后部的第一安裝座，第一安裝座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)魚(yú)前進(jìn)的第一舵機(jī)，第一活動(dòng)架與第一舵機(jī)出力軸相連接；第一活動(dòng)架后部設(shè)有第二安裝座，第二安裝座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)魚(yú)前進(jìn)的第二舵機(jī)，第二活動(dòng)架與第二舵機(jī)出力軸相連接；魚(yú)尾設(shè)置在第二活動(dòng)架上；魚(yú)頭和魚(yú)尾間設(shè)有包覆魚(yú)身的密封的軟體魚(yú)皮；魚(yú)頭空腔內(nèi)安裝有通過(guò)導(dǎo)線相連接的無(wú)線充電電池組件和控制器，無(wú)線充電電池組件及控制器通過(guò)穿出魚(yú)頭的導(dǎo)線與第一舵機(jī)及第二舵機(jī)相連接；在魚(yú)頭上雙眼處各安裝有一個(gè)由微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)的球形微型紅外攝像頭，控制器與微型電機(jī)相連接。

作為一種優(yōu)選的方案，所述背鰭安裝在所述魚(yú)頭上半部分的正上方，魚(yú)頭內(nèi)設(shè)有無(wú)線通訊裝置，無(wú)線通訊裝置與控制器相連接，背鰭內(nèi)部設(shè)有與無(wú)線通訊裝置相連接的通訊天線。

作為一種優(yōu)選的方案，在所述攝像頭內(nèi)設(shè)有LED探照燈，探照燈通過(guò)導(dǎo)線分別連接控制器和無(wú)線充電電池組件。

作為一種優(yōu)選的方案，在所述魚(yú)頭空腔底部設(shè)置有若干配重塊安裝，更容易控制機(jī)器魚(yú)重心的調(diào)整。

作為一種優(yōu)選的方案，無(wú)線充電電池組件包括相連接的充電電池、感應(yīng)線圈和整流芯片。

作為一種優(yōu)選的方案，所述魚(yú)頭包括上殼體和下殼體，上殼體和下殼體間采用卡槽結(jié)構(gòu)連接，保證魚(yú)頭整體的密封性。

作為一種優(yōu)選的方案，所述魚(yú)頭上在導(dǎo)線穿出魚(yú)頭處注有密封膠，進(jìn)一步保證魚(yú)頭整體的密封性。

作為一種優(yōu)選的方案，所述魚(yú)尾包括與第二活動(dòng)架相連接的固定架，固定架上設(shè)置有尾鰭。

作為一種優(yōu)選的方案，所述尾鰭呈月牙形。這樣保證機(jī)器魚(yú)以較高的速度向前推進(jìn)，同時(shí)具有較好的加速能力和制動(dòng)性。

本實(shí)用新型的有益效果是：此仿生機(jī)器魚(yú)可廣泛應(yīng)用于水下考古、水下檢修和大壩壩體檢測(cè)等等，既提高了工作效率，又將工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減少，降低工作人員的水下工作環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，提高了工作的安全性。

由于采用了雙攝像機(jī)，雙攝像頭即可拍攝單獨(dú)平面畫(huà)面又可進(jìn)行拍攝立體畫(huà)面，拍攝立體畫(huà)面是經(jīng)處理器處理，又可隨時(shí)對(duì)水下鎖定目標(biāo)進(jìn)行水下測(cè)距，最終通過(guò)無(wú)線通訊裝置相連接的通訊天線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸，可靈活方便地控制機(jī)器魚(yú)運(yùn)動(dòng)，地面人員可以準(zhǔn)確獲取水下環(huán)境3D畫(huà)面和水下目標(biāo)地理數(shù)據(jù)。由于配備了探照燈，所以可以進(jìn)行深水作業(yè)，從而大大增加了作業(yè)范圍。

由于設(shè)置了無(wú)線充電電池組件，預(yù)先在機(jī)器魚(yú)經(jīng)過(guò)的水域設(shè)置充電源，當(dāng)機(jī)器魚(yú)靠近充電源時(shí)，機(jī)器魚(yú)即可實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。這樣就使得機(jī)器魚(yú)電能利用率增加，同時(shí)縮短機(jī)器魚(yú)水下工作時(shí)間。同時(shí)，無(wú)線充電避免每次充電拆卸帶來(lái)的不便，也有效保證了機(jī)器魚(yú)的密封性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中魚(yú)頭的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中魚(yú)頭上殼體等部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中魚(yú)身及魚(yú)尾的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1至圖4中：1.魚(yú)頭，101.上殼體，102.下殼體，2.魚(yú)身，21.第一安裝座，22.第一舵機(jī)，23.第一活動(dòng)架，24.第二安裝座，25.第二舵機(jī)，26.第二活動(dòng)架，3.魚(yú)尾，31.固定架，32.尾鰭，4.背鰭，5.腹鰭，6.軟體魚(yú)皮，7.配重塊，8.無(wú)線充電電池組件，9.控制器，10.紅外攝像頭，11.無(wú)線通訊裝置，12.通訊天線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案。

如圖1-4所示，一種水下仿生機(jī)器魚(yú)，包括中空的密閉魚(yú)頭1、魚(yú)身2、魚(yú)尾3，魚(yú)頭1上設(shè)有背鰭4以及一對(duì)腹鰭5。

魚(yú)身2包括設(shè)置在魚(yú)頭1后部的第一安裝座21，第一安裝座21上設(shè)有驅(qū)動(dòng)魚(yú)前進(jìn)的第一舵機(jī)22，第一活動(dòng)架23與第一舵機(jī)22出力軸相連接；第一活動(dòng)架23后部設(shè)有第二安裝座24，第二安裝座24上設(shè)有驅(qū)動(dòng)魚(yú)前進(jìn)的第二舵機(jī)25，第二活動(dòng)架26與第二舵機(jī)25出力軸相連接；魚(yú)尾3包括與第二活動(dòng)架26相連接的固定架31，固定架31上設(shè)置有月牙形尾鰭32。魚(yú)頭1和魚(yú)尾3間設(shè)有包覆魚(yú)身2的密封的軟體魚(yú)皮6。

魚(yú)頭1包括上殼體101和下殼體102，上殼體101和下殼體102間采用卡槽結(jié)構(gòu)連接。魚(yú)頭1空腔底部設(shè)置有若干配重塊7安裝。魚(yú)頭1空腔內(nèi)安裝有通過(guò)導(dǎo)線相連接的無(wú)線充電電池組件8和控制器9，無(wú)線充電電池組件8及控制器9通過(guò)穿出魚(yú)頭1的導(dǎo)線與第一舵機(jī)22及第二舵機(jī)25相連接；魚(yú)頭1上在導(dǎo)線穿出魚(yú)頭1處注有密封膠。在魚(yú)頭1上雙眼處各安裝有一個(gè)由微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)的球形微型紅外攝像頭10，控制器9與微型電機(jī)相連接。在攝像頭內(nèi)設(shè)有LED探照燈，探照燈通過(guò)導(dǎo)線分別連接控制器9和無(wú)線充電電池組件8。無(wú)線充電電池組件8包括相連接的充電電池、感應(yīng)線圈和整流芯片。

所述背鰭4安裝在所述魚(yú)頭1上半部分的正上方，魚(yú)頭1內(nèi)設(shè)有無(wú)線通訊裝置11，無(wú)線通訊裝置11與控制器9相連接，背鰭4內(nèi)部設(shè)有與無(wú)線通訊裝置11相連接的通訊天線12。

魚(yú)頭1上雙眼處各安裝有一個(gè)由微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)的球形微型紅外攝像頭10，攝像機(jī)可水平旋轉(zhuǎn)180°，豎直旋轉(zhuǎn)90°，當(dāng)兩攝像機(jī)拍攝畫(huà)面沒(méi)有重疊部分時(shí)，通過(guò)圖像處理模塊經(jīng)通訊天線12傳回兩幅不同畫(huà)面；當(dāng)兩攝像機(jī)拍攝畫(huà)面重疊時(shí)，重疊部分經(jīng)圖像處理模塊處理生成三維畫(huà)面以建立立體環(huán)境數(shù)據(jù)，傳回地面監(jiān)視器。此外，當(dāng)目標(biāo)已鎖定時(shí)，通過(guò)鎖定目標(biāo)的特征點(diǎn)處理器經(jīng)過(guò)算法計(jì)算，從而可以進(jìn)行水下環(huán)境測(cè)距，最后經(jīng)通訊天線12傳回實(shí)時(shí)畫(huà)面和水下地理環(huán)境數(shù)據(jù)。

在兩魚(yú)眼處攝像機(jī)內(nèi)置LED探照燈光源，用于輔助雙攝像機(jī)的拍攝。探照燈與各自攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步，以便為拍攝個(gè)不同角度畫(huà)面提供光源，探照燈同時(shí)連接控制器9和電池，電池用于給探照燈供電，控制器9則控制探照燈的開(kāi)啟和關(guān)閉。

預(yù)先在機(jī)器魚(yú)經(jīng)過(guò)的水域設(shè)置充電源，無(wú)線充電電池組件8需要充電時(shí)，自動(dòng)向地面控制人員發(fā)射充電信號(hào)，操作人員可控制機(jī)器魚(yú)準(zhǔn)確?？吭诔潆娫磁?，充電完畢后離開(kāi)。避免有線充電時(shí)的拆卸，使得機(jī)器魚(yú)的安全可靠性大大增加。

上述的實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，而非用于限制本實(shí)用新型；應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。