本實(shí)用新型屬于機(jī)器人設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種仿生探測(cè)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人越來越多的運(yùn)用到現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活當(dāng)中，它不但可以節(jié)省人力，還可以勝任許多人類無法實(shí)現(xiàn)的工作，比如水下勘測(cè)、探索等，“仿生機(jī)器人”是指模仿生物、從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人。

中國(guó)專利(公告號(hào)：CN1480300，公開日：2004-03-10)公開了一種魚形仿生機(jī)器人，該魚形仿生機(jī)器人由魚形外殼及框架、沉浮機(jī)構(gòu)、搖擺機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、信息感知機(jī)構(gòu)、控制器及電源構(gòu)成；魚身與魚尾之間為活動(dòng)連接；框架密封在魚形外殼內(nèi)，沉浮機(jī)構(gòu)、搖擺機(jī)構(gòu)、信息感知機(jī)構(gòu)、控制器及電源均安裝在框架內(nèi)；沉浮機(jī)構(gòu)置于魚頭內(nèi)，搖擺機(jī)構(gòu)由搖擺電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、伸出桿、魚鰭左右各一個(gè)對(duì)稱設(shè)置；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由擺動(dòng)電機(jī)連接驅(qū)動(dòng)導(dǎo)出桿組成，導(dǎo)出桿的外端連接驅(qū)動(dòng)固定在魚尾上的擺動(dòng)連接件；信息感知機(jī)構(gòu)中的距離傳感器設(shè)在魚頭的最前部，視覺傳感器設(shè)在魚頭前部的魚眼位置，姿態(tài)傳感器、壓力傳感器設(shè)在魚身內(nèi)；控制器及電源設(shè)在魚身內(nèi)。

上述專利中公開的魚形仿生機(jī)器人在水中運(yùn)行時(shí)遇到的水阻比較大，行動(dòng)比較遲緩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種仿生探測(cè)機(jī)器人，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：如何提高仿生探測(cè)機(jī)器人在水中的移動(dòng)速度。

本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種仿生探測(cè)機(jī)器人，包括殼體，其特征在于，所述殼體采用柔性塑料制成，所述殼體的輪廓與金槍魚的外形一致，所述殼體包括尾部和軀干部，所述尾部通過鉸接軸鉸接在所述軀干部上，所述軀干部?jī)?nèi)設(shè)有電池、伺服電機(jī)和控制器，所述尾部能夠在所述伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下擺動(dòng)。

其工作原理如下：本技術(shù)方案采用金槍魚的外形結(jié)構(gòu)，根據(jù)金槍魚尾鰭擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的尾渦結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，金槍魚是一種大型遠(yuǎn)洋性重要商品食用魚。游泳速度快，瞬時(shí)時(shí)速可達(dá)160千米，平均時(shí)速約60-80千米。金槍魚的形狀比較奇特，它整個(gè)呈流線型，順著頭部延伸的胸甲，仿佛是一塊獨(dú)特的能夠調(diào)整水流的平衡板。金槍魚體形較長(zhǎng)，粗壯而圓，呈流線形，向后漸細(xì)尖而尾基細(xì)長(zhǎng)，尾鰭為叉狀或新月形。尾柄兩側(cè)有明顯的稜脊，背、臀鰭后方各有一行小鰭。具有魚雷體形，其橫斷面略呈圓形，金槍魚的尾部呈半月形，使它在大海里能夠很快地向前沖刺。強(qiáng)勁的肌肉及新月形尾鰭，肩部有由漸漸擴(kuò)大的鱗片組成了胸甲。真實(shí)的金槍魚每秒可游動(dòng)自已體長(zhǎng)10倍的距離，本款機(jī)器人能夠達(dá)到每秒游動(dòng)相當(dāng)于自身體長(zhǎng)的距離。行駛速度可達(dá)20節(jié)，它的靈活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的潛艇，幾乎可以達(dá)到水下任何區(qū)域，由人遙控，它可輕而易舉地進(jìn)入海底深處的海溝和洞穴，作為軍用偵察和科學(xué)探索工具，其發(fā)展和應(yīng)用的前景十分廣闊。

在上述的仿生探測(cè)機(jī)器人中，所述仿生探測(cè)機(jī)器人還包括遙控器，所述軀干部上設(shè)有與所述控制器相連接的遙感天線且所述遙感天線能夠與所述遙控器信息交換。通過遙控器能夠遠(yuǎn)程控制本仿生探測(cè)機(jī)器人的行動(dòng)，減少線纜的干擾，使得本仿生探測(cè)機(jī)器人走的更遠(yuǎn)、更快。

在上述的仿生探測(cè)機(jī)器人中，所述軀干部的底部設(shè)有支撐腳，所述支撐腳上通過連接臂連接有葉輪罩，所述葉輪罩上設(shè)有葉輪和能夠帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪電機(jī)，所述支撐腳能夠彎折縮回所述軀干部?jī)?nèi)。支撐腳能夠起到支撐作用，從而能夠長(zhǎng)時(shí)間停留，保持固定位置觀測(cè)，同時(shí)在其移動(dòng)時(shí)又能夠收疊起來，減少干擾；支撐腳上的葉輪還能加快本機(jī)器人的移動(dòng)速度；支撐腳鉸接在軀干部的底部，可以通過設(shè)置電機(jī)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)支撐腳的伸出或收縮。

在上述的仿生探測(cè)機(jī)器人中，所述軀干部的上側(cè)設(shè)有太陽能電板，所述軀干部的前端位置固設(shè)有攝像頭。這樣能夠在一定環(huán)境中利用太陽能電板給自身充電，通過攝像頭能夠記錄拍攝的周邊環(huán)境及目標(biāo)物情況，同時(shí)還能夠起到感知作用，避免碰撞損壞。

在上述的仿生探測(cè)機(jī)器人中，所述殼體是由軟聚合體制成。該材料不會(huì)受到水的腐蝕作用。

在上述的仿生探測(cè)機(jī)器人中，所述尾部安裝鉸接軸的位置與所述尾部的端部具有間距，所述尾部的端部固設(shè)有豎直的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的下端固設(shè)有轉(zhuǎn)盤一，所述伺服電機(jī)的輸出軸上固設(shè)有轉(zhuǎn)盤二，所述轉(zhuǎn)盤一的直徑大于所述轉(zhuǎn)盤二的直徑，所述轉(zhuǎn)盤一與轉(zhuǎn)盤二之間設(shè)有連桿，所述連桿的兩端分別鉸接在轉(zhuǎn)盤一與轉(zhuǎn)盤二側(cè)面靠近邊沿的位置。通過伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)二轉(zhuǎn)動(dòng)以及連桿復(fù)合運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤一以及轉(zhuǎn)盤一上的轉(zhuǎn)軸往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)尾部擺動(dòng)。伺服電機(jī)還可以往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和速度調(diào)整尾部擺動(dòng)的幅度和頻率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型中的機(jī)器人殼體模擬金槍魚的外形，使其移動(dòng)時(shí)阻力達(dá)到最優(yōu)化，并根據(jù)金槍魚的游動(dòng)特點(diǎn)優(yōu)化動(dòng)力，使其行駛速度能夠達(dá)到20節(jié)。

附圖說明

圖1是本仿生探測(cè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本仿生探測(cè)機(jī)器人中葉輪處的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本仿生探測(cè)機(jī)器人中尾部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、殼體；1a、軀干部；1b、尾部；2、電池；3、伺服電機(jī)；4、控制器；5、遙控器；6、遙感天線；7、支撐腳；8、葉輪；9、太陽能電板；10、攝像頭；11、鉸接軸；12、連接臂；13、葉輪罩；14、葉輪電機(jī)；15、轉(zhuǎn)軸；16、轉(zhuǎn)盤一；17、轉(zhuǎn)盤二；18、連桿。

具體實(shí)施方式

以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。

金槍魚是一種大型遠(yuǎn)洋性重要商品食用魚。游泳速度快，瞬時(shí)時(shí)速可達(dá)160千米，平均時(shí)速約60-80千米。金槍魚的形狀比較奇特，它整個(gè)呈流線型，順著頭部延伸的胸甲，仿佛是一塊獨(dú)特的能夠調(diào)整水流的平衡板。金槍魚體形較長(zhǎng)，粗壯而圓，呈流線形，向后漸細(xì)尖而尾基細(xì)長(zhǎng)，尾鰭為叉狀或新月形。尾柄兩側(cè)有明顯的稜脊，背、臀鰭后方各有一行小鰭。具有魚雷體形，其橫斷面略呈圓形，金槍魚的尾部呈半月形，使它在大海里能夠很快地向前沖刺。強(qiáng)勁的肌肉及新月形尾鰭，肩部有由漸漸擴(kuò)大的鱗片組成了胸甲。

如圖1所示，本實(shí)施例中仿生探測(cè)機(jī)器人包括殼體1，殼體1采用柔性塑料制成，殼體1的輪廓與金槍魚的外形一致，殼體1包括軀干部1a和尾部1b，尾部1b通過鉸接軸11鉸接在軀干部1a上，軀干部1a內(nèi)設(shè)有電池2、伺服電機(jī)3和控制器4，尾部1b能夠在伺服電機(jī)3的驅(qū)動(dòng)下擺動(dòng)。上述殼體1采用金槍魚的外形結(jié)構(gòu)，根據(jù)金槍魚尾鰭擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的尾渦結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用計(jì)算流體力學(xué)的方法，研究了仿金槍魚擺動(dòng)尾鰭的水動(dòng)力性能與推進(jìn)機(jī)理，計(jì)算了二維、三維水翼的定常水動(dòng)力性能，探討了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、計(jì)算參數(shù)等對(duì)水翼的流體動(dòng)力性能計(jì)算結(jié)果的影響，并進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)顯示，然后進(jìn)行了二維剛性、柔性擺動(dòng)水翼水動(dòng)力性能的數(shù)值計(jì)算和推進(jìn)機(jī)理研究，使其能更好地模擬真實(shí)金槍魚的活動(dòng)。

真實(shí)的金槍魚每秒可游動(dòng)自已體長(zhǎng)10倍的距離，本款機(jī)器人能夠達(dá)到每秒游動(dòng)相當(dāng)于自身體長(zhǎng)的距離。行駛速度可達(dá)20節(jié)，它的靈活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的潛艇，幾乎可以達(dá)到水下任何區(qū)域，由人遙控，它可輕而易舉地進(jìn)入海底深處的海溝和洞穴，作為軍用偵察和科學(xué)探索工具，其發(fā)展和應(yīng)用的前景十分廣闊。

如圖1和圖2所示，仿生探測(cè)機(jī)器人還包括遙控器5，軀干部1a上設(shè)有與控制器4相連接的遙感天線6且遙感天線6能夠與遙控器5信息交換，通過遙控器5能夠遠(yuǎn)程控制本仿生探測(cè)機(jī)器人的行動(dòng)，減少線纜的干擾，使得本仿生探測(cè)機(jī)器人走的更遠(yuǎn)、更快；軀干部1a的底部設(shè)有支撐腳7，支撐腳7上通過連接臂12連接有葉輪罩13，葉輪罩13上設(shè)有葉輪8和能夠帶動(dòng)葉輪8轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪電機(jī)14，支撐腳7能夠彎折縮回軀干部1a內(nèi)，支撐腳7能夠起到支撐作用，從而能夠長(zhǎng)時(shí)間停留，保持固定位置觀測(cè)，同時(shí)在其移動(dòng)時(shí)又能夠收疊起來，減少干擾；支撐腳7上的葉輪8還能加快本機(jī)器人的移動(dòng)速度；軀干部1a的上側(cè)設(shè)有太陽能電板9，軀干部1a的前端位置固設(shè)有攝像頭10，這樣能夠在一定環(huán)境中利用太陽能電板9給自身充電，通過攝像頭10能夠記錄拍攝的周邊環(huán)境及目標(biāo)物情況，同時(shí)還能夠起到感知作用，避免碰撞損壞。

進(jìn)一步的，如圖3所示，尾部1b安裝鉸接軸11的位置與尾部1b的端部具有間距，尾部1b的端部固設(shè)有豎直的轉(zhuǎn)軸15，轉(zhuǎn)軸15的下端固設(shè)有轉(zhuǎn)盤一16，伺服電機(jī)3的輸出軸上固設(shè)有轉(zhuǎn)盤二17，轉(zhuǎn)盤一16的直徑大于轉(zhuǎn)盤二17的直徑，轉(zhuǎn)盤一16與轉(zhuǎn)盤二17之間設(shè)有連桿18，連桿18的兩端分別鉸接在轉(zhuǎn)盤一16與轉(zhuǎn)盤二17側(cè)面靠近邊沿的位置。

本實(shí)施例中殼體1是由軟聚合體制成，該材料制成的殼體1不會(huì)受到水的腐蝕，使用壽命長(zhǎng)。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。