一種仿生水下推進器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種仿生水下推進器及其控制方法，該推進器包括仿生魚頭、均勻分布于所述仿生魚頭后端外側(cè)面的若干個擊水鰭，以及無線控制器，每個所述擊水鰭包括兩個仿生關(guān)節(jié)和一個尾鰭順次連接而成，仿生魚頭包括一殼體和設(shè)于所述殼體內(nèi)的控制電路板，所述仿生關(guān)節(jié)與所述控制電路板連接，所述控制電路板與所述無線控制器連接，所述尾鰭呈剛度遞減的月牙結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，無線控制器發(fā)送信號至控制電路板，通過控制電路板控制仿生關(guān)節(jié)帶動尾鰭進行波動運動或拍動運動，實現(xiàn)波動推進或射流推進以及兩種模式之間的自由切換，不僅可以滿足復(fù)雜的水下環(huán)境和不斷提出的新型水下作業(yè)任務(wù)要求，而且在推進的過程中不會出現(xiàn)左右搖晃和失衡的問題，穩(wěn)定可靠。
【專利說明】
-種仿生水下推進器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及仿生技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種仿生水下推進器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水下生物卓越的游動性能，長久W來一直吸引著眾多的科研人員圍繞其做研究， 期望通過模擬水下生物高超的游動技能，為人類設(shè)計的各種水下裝置提供性能優(yōu)異的推進 器。波動推進和射流推進是水生動物普遍采用的游動模式，是水生動物在復(fù)雜的水環(huán)境中 生存，歷經(jīng)漫長的進化而形成的各具特色的運動能力。波動推進具有高效、高機動性、對環(huán) 境振動小的優(yōu)點;射流推進具有瞬間加速快、環(huán)境適應(yīng)性強的優(yōu)點。
[0003] 近年來，國內(nèi)外學(xué)者在仿魚水下波動推進和仿生噴射推進方面都展開了相關(guān)的研 究，并研制了大量的仿生水下機器人模型。然而，目前的研究工作大多局限在對單體水生動 物或單一推進模式的簡單模仿，只能在特定的條件下完成有限的任務(wù)，無法滿足復(fù)雜的水 下環(huán)境和不斷提出的新型水下作業(yè)任務(wù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種仿生水下推進器及其控制方法，W解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的推進 模式單一，適用范圍局限，無法滿足復(fù)雜的水下環(huán)境和新型水下作業(yè)任務(wù)的問題。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種仿生水下推進器，包括仿生魚 頭、均勻分布于所述仿生魚頭后端外側(cè)面的若干個擊水罐，W及無線控制器，每個所述擊水 罐包括兩個仿生關(guān)節(jié)和一個尾罐順次連接而成，所述仿生魚頭包括一殼體和設(shè)于所述殼體 內(nèi)的控制電路板，所述仿生關(guān)節(jié)與所述控制電路板連接，所述控制電路板與所述無線控制 器連接，所述尾罐呈剛度遞減的月牙結(jié)構(gòu)。
[0006] 進一步的，所述仿生魚頭還包括設(shè)于所述殼體內(nèi)的支撐框架、設(shè)于所述支撐框架 上的電池組和若干紅外傳感器，所述紅外傳感器設(shè)于所述仿生魚頭的前端，且連接至所述 控制電路板，所述控制電路板設(shè)于所述支撐框架上。
[0007] 進一步的，所述支撐框架包括設(shè)于所述仿生魚頭后端內(nèi)側(cè)面的豎向支撐板和與所 述豎向支撐板連接的水平支撐板，所述電池組固設(shè)于所述豎向支撐板和橫向支撐板上，
[000引進一步的，每個所述紅外線傳感器的下方設(shè)有一固定支座，所述固定支座固設(shè)于 所述支撐框架上。
[0009]進一步的，所述仿生關(guān)節(jié)包括艙機、分別套設(shè)于所述艙機的上部和下部且緊密配 合的上殼體和下殼體、設(shè)于所述上殼體上方的第一側(cè)板、活動設(shè)于所述下殼體下方的第二 側(cè)板、兩端分別連接所述第一側(cè)板和第二側(cè)板的擺桿、W及設(shè)于所述第一側(cè)板和上殼體之 間的蓋板，所述艙機的輸出軸依次連接一轉(zhuǎn)盤和一伸出軸，所述轉(zhuǎn)盤設(shè)于所述上殼體內(nèi)，所 述伸出軸依次穿過所述上殼體和蓋板之后與所述第一側(cè)板固定連接，所述上殼體和下殼體 采用金屬材料制成，所述下殼體的其中一個側(cè)面連接至所述仿生魚頭后端外側(cè)面或相鄰仿 生關(guān)節(jié)的擺桿，所述尾罐連接至相鄰所述仿生關(guān)節(jié)的擺桿上。
[0010] 進一步的，所述上殼體和所述蓋板的內(nèi)部均設(shè)有與所述伸出軸相適配的通孔，所 述伸出軸與所述上殼體靠近所述蓋板一側(cè)的通孔之間設(shè)有防水墊圈。
[0011] 進一步的，所述擊水罐的數(shù)量為3個或4個，每個所述擊水罐通過一墊板固定在所 述仿生魚頭的后端外側(cè)面上。
[0012] 本發(fā)明還提供一種仿生水下推進器的控制方法，通過無線控制器發(fā)送控制信號至 控制電路板，通過控制電路板控制所述仿生關(guān)節(jié)內(nèi)艙機輸出軸的轉(zhuǎn)動參數(shù)，從而控制對應(yīng) 擺桿的轉(zhuǎn)動，使所述尾罐做波動運動或拍動運動，W實現(xiàn)波動推進或射流推進。
[0013] 進一步的，所述艙機輸出軸的轉(zhuǎn)動參數(shù)包括轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動角速度和轉(zhuǎn)動的角度。
[0014] 進一步的，所述尾罐做波動運動具體為:第一仿生關(guān)節(jié)中的擺桿相對仿生魚頭的 后端面W設(shè)定頻率和幅度上下擺動，第二仿生關(guān)節(jié)中的擺桿相對第一仿生關(guān)節(jié)W設(shè)定頻率 和幅度上下擺動;所述尾罐做拍動運動具體為:第一仿生關(guān)節(jié)中的擺桿相對仿生魚頭的后 端面W設(shè)定頻率和幅度上下擺動，第二仿生關(guān)節(jié)中的擺桿相對第一仿生關(guān)節(jié)靜止。
[0015] 本發(fā)明一種仿生水下推進器及其控制方法，所述推進器包括仿生魚頭、均勻分布 于所述仿生魚頭后端外側(cè)面的若干個擊水罐，W及無線控制器，每個所述擊水罐包括兩個 仿生關(guān)節(jié)和一個尾罐順次連接而成，所述仿生魚頭包括一殼體和設(shè)于所述殼體內(nèi)的控制電 路板，所述仿生關(guān)節(jié)與所述控制電路板連接，所述控制電路板與所述無線控制器連接，所述 尾罐呈剛度遞減的月牙形結(jié)構(gòu)。通過在仿生魚頭后端外側(cè)面上設(shè)置若干個擊水罐，每個擊 水罐包括至少兩個仿生關(guān)節(jié)和一個尾罐順次連接而成，無線控制器發(fā)送信號至控制電路 板，通過控制電路板控制仿生關(guān)節(jié)帶動尾罐進行波動運動或拍動運動，實現(xiàn)波動推進或射 流推進W及兩種模式之間的自由切換，不僅可W滿足復(fù)雜的水下環(huán)境和不斷提出的新型水 下作業(yè)任務(wù)要求，而且在推進的過程中不會出現(xiàn)左右搖晃和失衡的問題，穩(wěn)定可靠;此外通 過將尾罐設(shè)置成剛度遞減的月牙結(jié)構(gòu)，提高了尾罐的推進力和推進器的模仿能力。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明仿生水下推進器的立體圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明仿生水下推進器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明仿生水下推進器中仿生關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4是本發(fā)明仿生水下推進器中仿生關(guān)節(jié)的爆炸圖。
[0020] 圖中所示：1、仿生魚頭；11、殼體；12、支撐框架；121、豎向支撐板；122、水平支撐 板;2、擊水罐;21、仿生關(guān)節(jié);21a、第一仿生關(guān)節(jié);2化、第二仿生關(guān)節(jié);210、防水墊圈；211、艙 機;2111、輸出軸;2112、水平凸起;212、上殼體;2121、第一水平連接部;213、下殼體;2131、 水平臺階；2132、第二水平連接部;2133、圓形連桿;214、第一側(cè)板;215、第二側(cè)板;216、擺 桿;217、蓋板;218、轉(zhuǎn)盤;2181、圓形卡口； 219、伸出軸；22、尾罐;3、無線控制器;4、墊板;5、 電池組;6、紅外傳感器;7、固定支座。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細描述：
[0022] 如圖1-2所示，本發(fā)明提供了一種仿生水下推進器，包括仿生魚頭1、均勻分布于所 述仿生魚頭1后端外側(cè)面的若干個擊水罐2, W及無線控制器3,每個所述擊水罐2包括兩個 仿生關(guān)節(jié)21和一個尾罐22順次連接而成，所述仿生魚頭1包括一殼體11和設(shè)于所述殼體11 內(nèi)的控制電路板（圖中未標出），所述仿生關(guān)節(jié)21與所述控制電路板連接，所述控制電路板 與所述無線控制器3連接，所述尾罐22呈剛度遞減的月牙結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述擊水罐2的數(shù)量 為3個或4個，所述擊水罐2通過一墊板4固定在所述仿生魚頭1的后端外側(cè)面上。具體的，本 實施例中擊水罐2的數(shù)量為4個，沿仿生魚頭1后端外側(cè)面的邊緣均勻分布，每個所述擊水罐 2由第一仿生關(guān)節(jié)21a和第二仿生關(guān)節(jié)2化和尾罐22依次連接而成，控制電路板上設(shè)有無線 接收器用于接收無線控制器的控制指令，并通過控制指令控制第一仿生關(guān)節(jié)21a和第二仿 生關(guān)節(jié)2化的轉(zhuǎn)動方式，從而帶動尾罐22做波動運動或拍動運動，當然也可實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎和制動 等動作，W實現(xiàn)波動推進模式或射流推進模式，W及兩者之間的自由切換，不僅可W滿足復(fù) 雜的水下環(huán)境和不斷提出的新型水下作業(yè)任務(wù)要求，而且在推動的過程中不會出現(xiàn)左右搖 晃和失衡的問題，穩(wěn)定可靠;將尾罐22設(shè)置成剛度遞減的月牙結(jié)構(gòu)，提高了尾罐22的仿生效 果，即與現(xiàn)實魚類尾己的結(jié)構(gòu)更加接近，設(shè)計更加科學(xué)，進一步提高了推進器的模仿能力。
[0023] 優(yōu)選的，所述仿生魚頭1還包括設(shè)于所述殼體11內(nèi)的支撐框架12、設(shè)于所述支撐框 架12上的電池組5和若干紅外傳感器6,所述紅外傳感器6設(shè)于所述仿生魚頭1的前端，且連 接至所述控制電路板，所述控制電路板設(shè)于所述支撐框架12上，電池組5用于對控制電路板 進行供電，。如圖1所示，本實施例中，紅外傳感器6設(shè)有3個，分別與仿生魚頭1前端的開口位 置相對應(yīng)，用于檢測前方障礙物，當檢測到障礙物時便發(fā)送信號反饋至控制電路板，并通過 控制電路板將信號發(fā)送至無線控制器3,無線控制器3控制擊水罐2轉(zhuǎn)動使仿生魚頭1向指定 方向轉(zhuǎn)彎W避開障礙物。
[0024] 優(yōu)選的，所述支撐框架12包括設(shè)于所述仿生魚頭1后端內(nèi)側(cè)面的豎向支撐板121和 與所述豎向支撐板121連接的水平支撐板122,所述電池組5固設(shè)于所述豎向支撐板121和水 平支撐板122上。具體的，水平支撐板122連接至所述豎向支撐板121的中間位置，電池組5設(shè) 有兩組，分別設(shè)于水平支撐板122的兩側(cè)，且一端與豎向支撐板121固定連接。
[0025] 優(yōu)選的，每個所述紅外線傳感器6的下方設(shè)有一固定支座7,所述固定支座7固設(shè)于 所述支撐框架12上，固定支座7設(shè)于水平支撐板122靠近仿生魚頭1前端的一側(cè)，用于對紅外 線傳感器6進行固定。
[0026] 如圖3所示，所述仿生關(guān)節(jié)21包括艙機211、分別套設(shè)于所述艙機211的上部和下部 且緊密配合的上殼體212和下殼體213、設(shè)于所述上殼體212上方的第一側(cè)板214、活動設(shè)于 所述下殼體213下方的第二側(cè)板215、兩端分別連接所述第一側(cè)板214和第二側(cè)板215的擺桿 216、W及設(shè)于所述第一側(cè)板214和上殼體212之間的蓋板217，所述艙機211的輸出軸2111依 次連接一轉(zhuǎn)盤218和一伸出軸219,所述轉(zhuǎn)盤218設(shè)于所述上殼體212內(nèi)，所述伸出軸219依次 穿過所述上殼體212和蓋板217之后與所述第一側(cè)板214固定連接，所述上殼體212和下殼體 213采用金屬材料制成，所述下殼體213的其中一個側(cè)面連接至所述仿生魚頭1后端外側(cè)面 或相鄰仿生關(guān)節(jié)21的擺桿219,所述尾罐22連接至相鄰所述仿生關(guān)節(jié)21的擺桿219上。具體 的，所述上殼體212和下殼體213相對的一側(cè)分別設(shè)有與所述艙機211相適配的空腔，所述艙 機211限位于兩者圍成的空腔內(nèi)，即上殼體212中設(shè)有與艙機211上部分相適配的空腔，下殼 體213中設(shè)有與艙機211下部分相適配的空腔，艙機211限位于上殼體212和下殼體213的空 腔內(nèi)，實現(xiàn)密封的效果。優(yōu)選的，所述下殼體213下方凸設(shè)有圓形連桿2133,所述圓形連桿 2133與所述第二側(cè)板215活動連接。具體的，所述艙機211的輸出軸2111與轉(zhuǎn)盤218的一端聯(lián) 動連接，所述轉(zhuǎn)盤218的另一端與伸出軸219固定連接，本實施例中伸出軸219靠近轉(zhuǎn)盤218 的一端與轉(zhuǎn)盤218的形狀相適配，兩者通過螺釘固定連接，所述第一側(cè)板214中設(shè)有與所述 伸出軸219相適配的通孔，所述伸出軸219與所述第一側(cè)板214固定連接，所述第二側(cè)板215 中設(shè)有與所述圓形連桿2133相適配的通孔，所述圓形連桿2133與所述第二側(cè)板215活動連 接，第二側(cè)板215可繞圓形連桿2133之間轉(zhuǎn)動，第一側(cè)板214和第二側(cè)板215之間連有擺桿 216,艙機211與控制電路板連接，并根據(jù)控制電路板發(fā)出的控制信號通過輸出軸2111將旋 轉(zhuǎn)力矩傳遞至伸出軸11，帶動轉(zhuǎn)盤218和伸出軸219轉(zhuǎn)動，從而帶動第一側(cè)板214轉(zhuǎn)動，第一 側(cè)板214轉(zhuǎn)動帶動擺桿216和第二側(cè)板215轉(zhuǎn)動，從而帶動與擺桿216連接的仿生關(guān)節(jié)21或尾 罐22做波動運動或拍動運動，W實現(xiàn)波動推進或射流推進，W及轉(zhuǎn)彎或制動燈動作。
[0027]優(yōu)選的，所述艙機211沿長度方向的兩個側(cè)面上分別設(shè)有水平凸起2112,所述下殼 體213的空腔內(nèi)沿長度方向的兩個側(cè)面上分別設(shè)有與所述水平凸起2112相適配的水平臺階 2131，所述水平凸起2112搭設(shè)在所述水平臺階2131上，且兩者之間通過螺釘固定連接，下殼 體213通過水平臺階2131對艙機211進行平穩(wěn)支撐，同時水平凸起2112和水平臺階2131之間 通過螺釘固定連接，對艙機211進行有效固定，避免艙機211相對下殼體213發(fā)生移動;優(yōu)選 的，所述艙機211與所述上殼體212和下殼體213的內(nèi)壁之間均設(shè)有空隙，即上殼體212和下 殼體213內(nèi)部空腔的尺寸大于艙機211的尺寸，即艙機211的下部在上殼體212和下殼體213 內(nèi)懸空設(shè)置，W減少艙機211與上殼體212和下殼體213之間的接觸面積，提高了對上殼體 212和下殼體213的減震效果，提高了對艙機211的密封性能。
[00%]如圖4所示，所述上殼體212和下殼體213的相對一側(cè)沿長度方向的兩個側(cè)面上分 別設(shè)有第一水平連接部2121和第二水平連接部2132,所述第一水平連接部2121和第二水平 連接部2132可拆卸連接，即上殼體212沿長度方向的兩個側(cè)面上設(shè)有第一水平連接部2121， 下殼體213沿長度方向的兩個側(cè)面上設(shè)有第二水平連接部2132,第一水平連接部2121和第 二水平連接部2132之間可拆卸連接，本實施例中，通過螺栓連接，方便安裝和拆卸，拆裝方 便，便于對艙機211及其他部件進行檢測維修，提高了使用便捷度。
[0029] 優(yōu)選的，所述第二水平連接部2132沿長度方向的其中一個側(cè)面上設(shè)有若干螺紋 孔，本實施例中螺紋孔的數(shù)量為3個，用于與仿生魚頭1后端外側(cè)面或其他仿生關(guān)節(jié)21之間 進行有效連接。
[0030] 優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)盤218靠近所述艙機211的輸出軸2111的一側(cè)凸設(shè)一圓形卡口 2181，所述輸出軸2111伸入所述圓形卡口 2181內(nèi)，兩者聯(lián)動連接，如通過聯(lián)鎖卡片進行連 接，轉(zhuǎn)盤218隨輸出軸2111的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，從而帶動伸出軸219轉(zhuǎn)動。
[0031] 請繼續(xù)參照圖2,所述上殼體212和所述蓋板217的內(nèi)部均設(shè)有與所述伸出軸219相 適配的通孔，所述伸出軸219與所述上殼體212靠近所述蓋板217-側(cè)的通孔之間套設(shè)有防 水墊圈210,優(yōu)選的，所述防水墊圈210采用軟橡膠材料制成，用于對上殼體212的通孔進行 密封，避免伸出軸219在轉(zhuǎn)動時與通孔之間產(chǎn)生間隙而導(dǎo)致進水，降低對艙機211的密封效 果。
[0032] 本發(fā)明還提供一種仿生水下推進器的控制方法，通過無線控制器3發(fā)送控制信號 至控制電路板，通過控制電路板控制所述仿生關(guān)節(jié)21內(nèi)艙機211輸出軸2111的轉(zhuǎn)動參數(shù)，從 而控制對應(yīng)擺桿216的轉(zhuǎn)動，使所述尾罐22做波動運動或拍動運動，W實現(xiàn)波動推進或射流 推進，W及轉(zhuǎn)彎或制動等動作。優(yōu)選的，艙機211輸出軸2111的轉(zhuǎn)動參數(shù)包括轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動 角速度和轉(zhuǎn)動的角度。具體的，艙機211與控制電路板連接，根據(jù)控制電路發(fā)出的控制信號， 通過輸出軸2111將旋轉(zhuǎn)力矩傳遞至伸出軸11，帶動轉(zhuǎn)盤218和伸出軸219轉(zhuǎn)動，從而帶動第 一側(cè)板214轉(zhuǎn)動，第一側(cè)板214轉(zhuǎn)動帶動擺桿216和第二側(cè)板215轉(zhuǎn)動，從而帶動與擺桿216連 接的仿生關(guān)節(jié)21或尾罐22做波動運動或拍動運動，W實現(xiàn)波動推進或射流推進。所述尾罐 22做波動運動具體為:第一仿生關(guān)節(jié)21a中的擺桿216相對仿生魚頭1的后端面W設(shè)定頻率 和幅度上下擺動，第二仿生關(guān)節(jié)2化中的擺桿216相對第一仿生關(guān)節(jié)21aW設(shè)定頻率和幅度 上下擺動;所述尾罐22做拍動運動具體為:第一仿生關(guān)節(jié)21a中的擺桿216相對仿生魚頭1的 后端面W設(shè)定頻率和幅度上下擺動，第二仿生關(guān)節(jié)2化中的擺桿216相對第一仿生關(guān)節(jié)21a 靜止。當需要實現(xiàn)波動推進時，第一仿生關(guān)節(jié)21a的轉(zhuǎn)動參數(shù)為:轉(zhuǎn)動方向為:順時針0.5秒， 逆時針0.5秒、轉(zhuǎn)動的角速度為:^rad/s，轉(zhuǎn)動的角度為60度，第二仿生關(guān)節(jié)2化的轉(zhuǎn)動參數(shù) 為（相對第一仿生關(guān)節(jié)21a):轉(zhuǎn)動方向為：順時針0.5秒，逆時針0.5秒、轉(zhuǎn)動的角速度為： -^13(1/8，轉(zhuǎn)動的角度為6〇度，當需要實現(xiàn)射流推進時，第一仿生關(guān)節(jié)213的轉(zhuǎn)動方向為:順時 針0.5秒，逆時針1秒，轉(zhuǎn)動的角速度為:張開角速度為收縮角速度為轉(zhuǎn)動 臺 3 的角度為60度，針對本實施例中4個擊水罐2的情況，即進行射流推進時，四個尾罐22張開用 的時間是收縮到一起時間的兩倍。另外根據(jù)魚類波動擺尾曲線，波動推進時，第一仿生關(guān)節(jié) 21a和第二仿生關(guān)節(jié)21b具有轉(zhuǎn)動相位差，運里設(shè)為此外，為了使波動推進和射流推進 時相對分布的尾罐22的轉(zhuǎn)動方向相反，即相對設(shè)置的兩個尾罐22之間的轉(zhuǎn)動相位差為π。
[0033] 綜上所述，本發(fā)明一種仿生水下推進器及其控制方法，所述推進器包括仿生魚頭 1、均勻分布于所述仿生魚頭1后端外側(cè)面的若干個擊水罐2, W及無線控制器3,每個所述擊 水罐2包括至少兩個仿生關(guān)節(jié)21和一個尾罐22順次連接而成，所述仿生關(guān)節(jié)21與所述無線 控制器3無線連接，所述尾罐22呈厚度遞減的月牙結(jié)構(gòu)。通過在仿生魚頭1后端外側(cè)面上設(shè) 置若干個擊水罐2,每個擊水罐2包括至少兩個仿生關(guān)節(jié)21和一個尾罐22順次連接而成，通 過無線控制器3和控制電路板控制仿生關(guān)節(jié)21帶動尾罐22進行波動運動或拍動運動，實現(xiàn) 波動推進或射流推進W及兩種模式之間的自由切換，不僅可W滿足復(fù)雜的水下環(huán)境和不斷 提出的新型水下作業(yè)任務(wù)要求，而且在推進的過程中不會出現(xiàn)左右搖晃和失衡的問題，穩(wěn) 定可靠;此外通過將尾罐22設(shè)置成剛度遞減的月牙結(jié)構(gòu)，提高了尾罐22的推進力和推進器 的模仿能力。
[0034] 雖然說明書中對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但運些實施方式只是作為提示， 不應(yīng)限定本發(fā)明的保護范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行各種省略、置換和變更均 應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種仿生水下推進器，其特征在于，包括仿生魚頭、均勻分布于所述仿生魚頭后端外 側(cè)面的若干個擊水鰭，以及無線控制器，每個所述擊水鰭包括兩個仿生關(guān)節(jié)和一個尾鰭順 次連接而成，所述仿生魚頭包括一殼體和設(shè)于所述殼體內(nèi)的控制電路板，所述仿生關(guān)節(jié)與 所述控制電路板連接，所述控制電路板與所述無線控制器連接，所述尾鰭呈剛度遞減的月 牙結(jié)構(gòu)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生水下推進器，其特征在于，所述仿生魚頭還包括設(shè)于所述 殼體內(nèi)的支撐框架、設(shè)于所述支撐框架上的電池組和若干紅外傳感器，所述紅外傳感器設(shè) 于所述仿生魚頭的前端，且連接至所述控制電路板，所述控制電路板設(shè)于所述支撐框架上。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生水下推進器，其特征在于，所述支撐框架包括設(shè)于所述仿 生魚頭后端內(nèi)側(cè)面的豎向支撐板和與所述豎向支撐板連接的水平支撐板，所述電池組固設(shè) 于所述豎向支撐板和水平支撐板上。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生水下推進器，其特征在于，每個所述紅外線傳感器的下方 設(shè)有一固定支座，所述固定支座固設(shè)于所述支撐框架上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生水下推進器，其特征在于，所述仿生關(guān)節(jié)包括舵機、分別 套設(shè)于所述舵機的上部和下部且緊密配合的上殼體和下殼體、設(shè)于所述上殼體上方的第一 側(cè)板、活動設(shè)于所述下殼體下方的第二側(cè)板、兩端分別連接所述第一側(cè)板和第二側(cè)板的擺 桿、以及設(shè)于所述第一側(cè)板和上殼體之間的蓋板，所述舵機的輸出軸依次連接一轉(zhuǎn)盤和一 伸出軸，所述轉(zhuǎn)盤設(shè)于所述上殼體內(nèi)，所述伸出軸依次穿過所述上殼體和蓋板之后與所述 第一側(cè)板固定連接，所述上殼體和下殼體采用金屬材料制成，所述下殼體的其中一個側(cè)面 連接至所述仿生魚頭后端外側(cè)面或相鄰仿生關(guān)節(jié)的擺桿，所述尾鰭連接至相鄰所述仿生關(guān) 節(jié)的擺桿上。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生水下推進器，其特征在于，所述上殼體和所述蓋板的內(nèi)部 均設(shè)有與所述伸出軸相適配的通孔，所述伸出軸與所述上殼體靠近所述蓋板一側(cè)的通孔之 間設(shè)有防水墊圈。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生水下推進器，其特征在于，所述擊水鰭的數(shù)量為3個或4 個，每個所述擊水鰭通過一墊板固定在所述仿生魚頭的后端外側(cè)面上。8. -種仿生水下推進器的控制方法，其特征在于，通過無線控制器發(fā)送控制信號至控 制電路板，通過控制電路板控制所述仿生關(guān)節(jié)內(nèi)舵機輸出軸的轉(zhuǎn)動參數(shù)，從而控制對應(yīng)擺 桿的轉(zhuǎn)動，使所述尾鰭做波動運動或拍動運動，以實現(xiàn)波動推進或射流推進。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿生水下推進器，其特征在于，所述舵機輸出軸的轉(zhuǎn)動參數(shù)包 括轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動角速度和轉(zhuǎn)動的角度。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的仿生水下推進器，其特征在于，所述尾鰭做波動運動具體為： 第一仿生關(guān)節(jié)中的擺桿相對仿生魚頭的后端面以設(shè)定頻率和幅度上下擺動，第二仿生關(guān)節(jié) 中的擺桿相對第一仿生關(guān)節(jié)以設(shè)定頻率和幅度上下擺動;所述尾鰭做拍動運動具體為:第 一仿生關(guān)節(jié)中的擺桿相對仿生魚頭的后端面以設(shè)定頻率和幅度上下擺動，第二仿生關(guān)節(jié)中 的擺桿相對第一仿生關(guān)節(jié)靜止。
【文檔編號】B63H1/36GK105836084SQ201610340649
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】謝鷗, 顏欽, 尚文
【申請人】蘇州科技學(xué)院