本發(fā)明屬于仿生機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿生機(jī)器魚。

背景技術(shù)：

20世紀(jì)90年代以前對(duì)于魚類仿生學(xué)的研究主要集中于理論方面，隨著魚類推進(jìn)機(jī)理研究的深入，機(jī)器人技術(shù)、仿生學(xué)、電子技術(shù)、材料科學(xué)和控制技術(shù)的新發(fā)展，模擬魚類游動(dòng)機(jī)理的新型水下機(jī)器人——仿生機(jī)器魚受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。美國(guó)麻繩理工學(xué)院根據(jù)提出的魚尾推進(jìn)的“射流推進(jìn)理論”，研制出長(zhǎng)1.2米的仿生金槍魚和長(zhǎng)0.8米的仿生梭魚。美國(guó)東北大學(xué)海洋科學(xué)中心利用形狀記憶合金和連桿機(jī)構(gòu)開發(fā)了波動(dòng)推進(jìn)的機(jī)器鰻魚。美國(guó)新墨西哥大學(xué)利用高分子電解質(zhì)離子交換膜IEM，鍍?cè)诜律鷻C(jī)器魚魚鰭的金屬薄片上，通過外加電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)人造肌運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生類似鰻魚的游動(dòng)方法。英國(guó)Essex大學(xué)設(shè)計(jì)了具有三維運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)器魚。日本東京大學(xué)研制了兩關(guān)節(jié)推進(jìn)的機(jī)器海豚。Kato等研究了對(duì)魚鰭推進(jìn)機(jī)構(gòu)的控制并開發(fā)了機(jī)器魚樣機(jī)黑鱸。日本名古屋大學(xué)研制出形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)微型身體波動(dòng)式水下推進(jìn)器和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的雙鰭魚型微型機(jī)器人。在國(guó)內(nèi)，哈爾濱工程工程大學(xué)開展了仿生機(jī)器張宇的研究工作。北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所研制了機(jī)器鰻魚、機(jī)器海豚以及采用扁平寬大的斧形水動(dòng)力外型的SPC系列仿生機(jī)器魚。中科院沈陽自動(dòng)化研究所研制了兩關(guān)節(jié)的仿生機(jī)器魚模型。北京大學(xué)力學(xué)與工程科學(xué)系研制了仿生海豚樣機(jī)。中科院北京自動(dòng)化研究所研發(fā)出微小型機(jī)器魚、多傳感器仿生機(jī)器魚等。

然而，目前國(guó)內(nèi)外仿生機(jī)器魚的魚頭中的魚嘴張合結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于解決上述技術(shù)問題的仿生機(jī)器魚。

本發(fā)明實(shí)施例提供、一種仿生機(jī)器魚，包括上頜、下頜及張合機(jī)構(gòu)，上頜通過張合機(jī)構(gòu)與下頜連接，并且張合機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)下頜相對(duì)于上頜做張合運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述張合機(jī)構(gòu)包括張合電機(jī)、第一齒輪及第二齒輪，張合電機(jī)與上頜固接，第一齒輪與張合電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，第二齒輪與第一齒輪嚙合，并且第二齒輪與下頜固接且與上頜連接。

進(jìn)一步地，所述張合機(jī)構(gòu)包括固定架，所述固定架設(shè)置在所述上頜與下頜之間并與上頜固接，所述固定架包括第一固定板，張合電機(jī)設(shè)置在固定架上，并且張合電機(jī)的轉(zhuǎn)軸穿出第一固定板后與第一齒輪連接，第一固定板上設(shè)有樞軸，第二齒輪通過樞軸與第一固定板樞轉(zhuǎn)的連接。

進(jìn)一步地，樞軸與第二齒輪的圓心鉸接。

進(jìn)一步地，所述張合機(jī)構(gòu)還包括固接板，固接板與下頜固接，固接板與第二齒輪固接，固接板與樞軸鉸接。

進(jìn)一步地，第一固定板還設(shè)置有限位軸，限位軸位于第二齒輪與樞軸的下方或后下方，以在下頜向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，限位軸與固接板抵靠。

進(jìn)一步地，固定架還包括第二固定板，第一固定板與第二固定板連接，第二固定板與上頜固接，并且張合電機(jī)的主體固定在第二固定板上。

進(jìn)一步地，固定架還包括第三固定板，第三固定板與第二固定板及第一固定板連接，第三固定板的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有與樞軸連接的防脫片。

進(jìn)一步地，第二齒輪的直徑大于第一齒輪的直徑。

由于上述技術(shù)方案的應(yīng)用，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的仿生機(jī)器魚，其魚嘴張合通過張合機(jī)構(gòu)控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且具有逼真的仿生效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例所提供仿生機(jī)器魚的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中的魚頭的分解示意圖。

圖4為圖1中的魚頭的剖視示意圖。

圖5為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀干前部與魚頸的分解示意圖。

圖6為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀干后與魚尾部的分解示意圖。

圖7為圖1中的魚身擺動(dòng)裝置的示意圖。

圖8-10為圖1中的魚身擺動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)魚身的軀干骨架擺動(dòng)的示意圖。

圖11為圖1中的鰭部的示意圖。

圖12為圖11中的柔性關(guān)節(jié)的示意圖。

圖13為圖11中的電機(jī)盒的示意圖。

圖14為本發(fā)明仿生機(jī)器魚的上浮下潛機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖15為本發(fā)明仿生機(jī)器魚的控制系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的仿生機(jī)器魚可以逼真的模擬出魚類的頭部上浮與下潛，同時(shí)還可以逼真地模擬出魚類的嘴部張合。

請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D1、圖2、圖14與圖15，本發(fā)明的仿生機(jī)器魚，包括魚頭1、魚身3、上浮下潛機(jī)構(gòu)6及控制系統(tǒng)7。首先為了便于對(duì)該機(jī)器仿生機(jī)器魚進(jìn)行描述，首先建立指教坐標(biāo)系，定義X、Y、Z方向分別為第一方向、第二方向及第三方向，第一方向水平方向并且為魚前行方向，第二方向?yàn)樗椒较蚱渑c第一方向垂直，第三方向?yàn)樨Q直，魚沿著第三方向上升與下潛。

具體地請(qǐng)參照?qǐng)D3與圖4，在本實(shí)施例中，所述魚頭1包括上頜11、下頜12及張合機(jī)構(gòu)13，上頜11通過張合機(jī)構(gòu)13與下頜12連接，并且張合機(jī)構(gòu)13用于驅(qū)動(dòng)下頜12相對(duì)于上頜11進(jìn)行張合運(yùn)動(dòng)，以呈現(xiàn)該仿生機(jī)器魚中嘴巴部位的張開及閉合。在本實(shí)施例中，所述張合機(jī)構(gòu)13設(shè)置在上頜11與下頜12靠近魚身3的一端，以便于仿生機(jī)器魚的嘴巴部位的張開及閉合。

在本實(shí)施例中，所述張合機(jī)構(gòu)13包括張合電機(jī)14、第一齒輪15及第二齒輪16，張合電機(jī)14與上頜11固接，第一齒輪15與張合電機(jī)14的轉(zhuǎn)軸連接，第二齒輪16與第一齒輪15嚙合，并且第二齒輪16與下頜12固接且與上頜11鉸接。這樣該張合機(jī)構(gòu)13在工作時(shí)，張合電機(jī)14通過第一齒輪15帶動(dòng)第二齒輪16繞第二齒輪16與上頜11的鉸接點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第二齒輪16帶動(dòng)下頜12進(jìn)行繞第二齒輪16與上頜11的鉸接點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了該下頜12相對(duì)于上頜11進(jìn)行張合運(yùn)動(dòng)。需要說明的是，第一齒輪15為圓形齒輪，第二齒輪16為扇形齒輪。

具體地，當(dāng)張合電機(jī)14順時(shí)針驅(qū)動(dòng)第一齒輪15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述第二齒輪16在第一齒輪15的傳動(dòng)下做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪16帶動(dòng)下頜12做相對(duì)于上頜11張開的運(yùn)動(dòng)；反之，第二齒輪16帶動(dòng)下頜12做相對(duì)于上頜11閉合的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地，第二齒輪16位于第一齒輪15的后方，以便于逼真地模擬出魚類的嘴部張合，需要說明的是，第二齒輪16位于第一齒輪15的后方指的是，相對(duì)于第一齒輪15而言，第二齒輪16更靠近魚身。優(yōu)選地，第二齒輪16的直徑大于第一齒輪15的直徑，以便于控制魚嘴的張合度。在本實(shí)施例中，樞軸171與第二齒輪16的圓心鉸接，并且第二齒輪16的圓心相對(duì)于第二齒輪16的齒部更靠近魚身3，以保證逼真地模擬出魚類的嘴部張合的同時(shí)實(shí)現(xiàn)魚嘴的快速張合。

在本實(shí)施例中，所述張合機(jī)構(gòu)13還包括固定架17，所述固定架17設(shè)置在所述上頜11與下頜12之間并與上頜11固接，所述固定架17包括縱向設(shè)置的第一固定板170，在水平方向上，第一固定板170沿著第一方向延伸，張合電機(jī)14設(shè)置在固定架17上，并且張合電機(jī)14的轉(zhuǎn)軸垂直穿出第一固定板170后與第一齒輪15連接。第一固定板170上設(shè)有樞軸171，第二齒輪16通過樞軸171與第一固定板170樞轉(zhuǎn)的連接，使得第二齒輪16與下頜12固接且與上頜11鉸接，以此保證上頜11通過張合機(jī)構(gòu)13與下頜12鉸接的同時(shí)，張合機(jī)構(gòu)13還可以驅(qū)動(dòng)下頜12與上頜11進(jìn)行張合運(yùn)動(dòng)。

在本實(shí)施例中，固定架17還包括橫向設(shè)置的第二固定板172，第一固定板170與第二固定板172垂直連接，第二固定板172通過螺釘?shù)裙潭c上頜11固接，并且張合電機(jī)14的主體固定在第二固定板172上，即張合電機(jī)14通過第二固定板172與上頜11固接。設(shè)置第二固定板172可以保證固定架17能夠通過螺釘?shù)裙潭c上頜11緊固在一起，增強(qiáng)仿生機(jī)器魚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

在本實(shí)施例中，固定架17還包括縱向設(shè)置第三固定板173，第三固定板173與第二固定板172及第一固定板170均垂直連接，第三固定板173的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有與樞軸171連接的防脫片174，以保護(hù)第二齒輪16不會(huì)從樞軸171上脫離。

在本實(shí)施例中，所述張合機(jī)構(gòu)13還包括固接板18，固接板18與下頜12固接，固接板18與第二齒輪16固接，即第二齒輪16通過固接板18與下頜12固接。其中，所述固接板18與第二齒輪16之間可以通過鉚釘、點(diǎn)焊、釬焊的方式進(jìn)行連接固定。進(jìn)一步地，固接板18呈舌頭狀，以保證逼真模擬魚類的頭部。進(jìn)一步地，固接板18與樞軸171鉸接，以增強(qiáng)仿生機(jī)器魚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度同時(shí)便于下頜12相對(duì)于上頜11做張合運(yùn)動(dòng)。

在本實(shí)施例中，第一固定板170還設(shè)置有限位軸175，限位軸175位于第二齒輪16與樞軸171的下方或后下方，以在下頜12向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，限位軸175與固接板18抵靠，限定下頜12的最大轉(zhuǎn)動(dòng)幅度，即限定魚嘴的最大張開度。在本實(shí)施例中，限位軸175位于第二齒輪16與樞軸171的后下方。

請(qǐng)繼續(xù)結(jié)合參照?qǐng)D3和圖4，在本實(shí)施例中，所述上頜11上對(duì)稱地開設(shè)有兩個(gè)魚眼安裝孔110，并在每個(gè)魚眼安裝孔110上分別設(shè)置一個(gè)魚眼19，為了呈現(xiàn)該仿生機(jī)器魚模擬魚類中魚眼轉(zhuǎn)動(dòng)的觀賞效果，本實(shí)施例的魚頭還包括設(shè)置于上頜11與下頜12之間用于驅(qū)動(dòng)魚眼19在上頜11的魚眼安裝孔110里進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的眼部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2。在本實(shí)施例中，所述眼部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2可以驅(qū)動(dòng)魚眼19在上頜11的魚眼安裝孔110里進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體地，所述眼部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22和平行四邊形機(jī)構(gòu)23，所述眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21裝配在上頜11上，具體地，眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21安裝在第二固定板172上，換句話說，也就是眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21通過第二固定板172裝配在上頜11上。眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22與平行四邊形機(jī)構(gòu)23連接，平行四邊形機(jī)構(gòu)23與魚眼19連接，眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)23轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)魚眼19在上頜11的魚眼安裝孔110內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

其中，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22包括套設(shè)在眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的轉(zhuǎn)軸部上的眼部轉(zhuǎn)盤220，以鉸接方式固定在眼部轉(zhuǎn)盤220盤面上的眼部曲柄221，其中所述眼部曲柄221的另一端自眼部轉(zhuǎn)盤220向外延伸，并與平行四邊形機(jī)構(gòu)23進(jìn)行鉸接連接，以驅(qū)動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)23進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)。亦即，眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21在工作時(shí)，可以通過該曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22來驅(qū)動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)23進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)。

所述平行四邊形機(jī)構(gòu)23包括與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22中的眼部曲柄221進(jìn)行鉸接連接的第一連桿230、以鉸接方式連接在第一連桿230兩側(cè)端部的第二連桿231，及將魚眼19分別裝配在上頜11中魚眼安裝孔110上的兩個(gè)魚眼托盤232，以及分別用于連接魚眼托盤232與第二連桿231的兩根豎桿233。其中，第一連桿230與第二連桿231均水平設(shè)置，并且第一連桿230長(zhǎng)度延伸方向與兩個(gè)魚眼19連線方向平行，第二連桿231相對(duì)于第一連桿230垂直。進(jìn)一步地，所述豎桿233的一端固定在第二連桿231遠(yuǎn)離第一連桿230的一側(cè)端部，另一端以垂直的方式固定在魚眼托盤232上，這樣該魚眼托盤232在使用可隨第二連桿231做相對(duì)于第一連桿230的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)固定在魚眼托盤232上的魚眼19進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)。在本實(shí)施例中，所述魚眼19與魚眼托盤232之間是通過連接銷26進(jìn)行固定連接，具體地，所述魚眼19上開設(shè)有第一銷孔190，所述魚眼托盤232上開設(shè)有第二銷孔235，所述連接銷26的兩端分別插設(shè)在魚眼19的第一銷孔190與魚眼托盤232的第二銷孔235并固定連接?？梢岳斫獾氖牵景l(fā)明的仿生機(jī)器魚其魚眼通過眼部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22帶平行四邊形機(jī)構(gòu)23轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)魚眼19轉(zhuǎn)動(dòng)，具有逼真的魚眼仿生效果且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D1、圖2、圖5與圖6，在本實(shí)施例中，魚身3包括軀干骨架30及與軀干骨架30連接的尾部骨架40。

軀干骨架30包括多個(gè)彼此鉸接在一起以形成軀干骨架30的軀干關(guān)節(jié)31。軀干關(guān)節(jié)31呈U形，包括呈片狀且橫向設(shè)置的第一部310，位于第一部310下方且呈片狀的第二部311，以及兩端分別與第一部310及第二部311垂直連接的連接部312。其中，相鄰的兩個(gè)軀干關(guān)節(jié)31的兩個(gè)第一部310上下疊置且通過豎向設(shè)置的銷軸鉸接，相鄰的兩個(gè)軀干關(guān)節(jié)31的兩個(gè)第二部311上下疊置且通過豎向設(shè)置的銷軸鉸接。

具體地，在本實(shí)施例中，連接部312在鄰近第一部310的端部開設(shè)有過口313，相鄰兩個(gè)軀干關(guān)節(jié)31的其中一個(gè)軀干關(guān)節(jié)31中的第一部310插入另一軀干關(guān)節(jié)31的連接部312上的過口313內(nèi)且兩個(gè)第一部310相抵靠并通過豎向設(shè)置的銷軸鉸接，兩個(gè)相鄰的軀干關(guān)節(jié)31的兩個(gè)第二部311上下分布并相互接觸且通過豎向設(shè)置的銷軸鉸接，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)軀干關(guān)節(jié)31之間的鉸接連接，并且兩個(gè)軀干關(guān)節(jié)31以它們之間的銷軸為轉(zhuǎn)軸左右擺動(dòng)。

在本實(shí)施例中，魚身3還包括與魚頭1固接且與軀干骨架30的位于最前部的軀干關(guān)節(jié)31鉸接的魚頸骨架32。具體地，魚頸骨架32呈U形，包括橫向設(shè)置的第一安裝板320、位于第一安裝板320下方的第二安裝板321及兩端分別與第一安裝板320與第二安裝板321垂直連接固定片322。具體地，在本實(shí)施例中，固定片322與魚頭1固定連接。在本實(shí)施例，固定片322例如通過螺釘銷釘?shù)扰c第三固定板173固定連接，從而使得魚身3與魚頭1連接。其中，魚頸骨架32用于安裝控制魚頭上升與下潛的儲(chǔ)排水罐見下詳述。

在本實(shí)施例中，第一安裝板320與第二安裝板321的自由端均分別延伸出一鉸接片323，第一安裝板320的鉸接片323插入位于前端的軀干關(guān)節(jié)31的過口313內(nèi)并與第一部310抵靠并通過豎向設(shè)置的銷軸鉸接，第二安裝板321上的鉸接片323與第二部311抵靠并且通過銷軸鉸接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了軀干關(guān)節(jié)31與魚頸骨架32之間的樞轉(zhuǎn)連接，軀干骨架30相對(duì)于魚頸骨架32以它們之間的銷軸為轉(zhuǎn)軸左右擺。

在本實(shí)施例中，尾部骨架40與軀干骨架30樞轉(zhuǎn)連接，包括多個(gè)彼此鉸接在一起以形成魚尾部的尾部關(guān)節(jié)41，尾部關(guān)節(jié)41包括橫向設(shè)置的第一連接片410，位于第一連接片410下方的第二連接片412，以及兩端分別與第一連接片410及第二連接片412的第三連接片413。所述第三連接片413在鄰近第一連接片410的端部開設(shè)有穿口414。相鄰兩個(gè)尾部關(guān)節(jié)41的其中一個(gè)尾部關(guān)節(jié)41中的第一連接片410插入另一尾部關(guān)節(jié)41的第三連接片413上的穿口414內(nèi)且兩個(gè)第一連接片410相抵靠并通過豎向設(shè)置的銷軸鉸接，兩個(gè)相鄰尾部關(guān)節(jié)41的兩個(gè)第二連接片412上下分布并相互接觸且通過豎向設(shè)置的銷軸鉸接，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)尾部關(guān)節(jié)41之間的鉸接連接，并且兩個(gè)尾部關(guān)節(jié)41以它們之間的銷軸為轉(zhuǎn)軸左右擺。

尾部骨架40中的位于最前端的尾部關(guān)節(jié)41與軀干骨架30的軀干關(guān)節(jié)31鉸接?？梢岳斫獾氖牵膊抗羌?0的尾部關(guān)節(jié)41與軀干骨架30的軀干關(guān)節(jié)31的結(jié)構(gòu)基本相同，只是魚的尾部與軀干部大小不同，因此為了逼真模擬出魚類的形態(tài)，尾部關(guān)節(jié)41的尺寸比軀干關(guān)節(jié)31的尺寸小，進(jìn)一步地，與軀干關(guān)節(jié)31鉸接的尾部關(guān)節(jié)41為過渡關(guān)節(jié)，作為過渡關(guān)節(jié)的尾部關(guān)節(jié)41的第二連接片412傾斜向下延伸形成有斜向連接片415及自該斜向連接片415的自由端延伸出且與軀干關(guān)節(jié)31的第二部311的底端鉸接的橫向連接片416，以在尾部骨架40與軀干骨架30連接時(shí)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)骨架尺寸差之間的變化，進(jìn)而逼真模仿出魚類的形態(tài)。

請(qǐng)集合參照?qǐng)D1、圖2與圖7，在本實(shí)施例中，魚身3還包括魚身擺動(dòng)裝置33。魚身擺動(dòng)裝置33分成用于驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的尾部擺動(dòng)裝置及用于驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的軀干擺動(dòng)裝置。每個(gè)魚身擺動(dòng)裝置33包括魚身擺動(dòng)電機(jī)34、繞線輪35及纏繞在繞線輪35上的拉繩36其中所述繞線輪35套設(shè)在魚身擺動(dòng)電機(jī)34的轉(zhuǎn)軸部上，所述拉繩36的兩端自繞線輪35向外伸出。軀干擺動(dòng)裝置的魚身擺動(dòng)電機(jī)34安裝在軀干骨架30的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)并具體位于第一部310與第二部311之間，驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34所對(duì)應(yīng)的拉繩36的兩端沿著多個(gè)軀干關(guān)節(jié)31的排布方向同時(shí)向前或向后延伸并依次穿設(shè)多個(gè)軀干關(guān)節(jié)31后與位于最前端或最后端的軀干關(guān)節(jié)31固定。這樣該魚身擺動(dòng)電機(jī)34在工作時(shí)，魚身擺動(dòng)電機(jī)34驅(qū)動(dòng)繞線輪35進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并拉動(dòng)纏繞在繞線輪35上的拉繩36使其兩端做相應(yīng)的卷收與放松運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了該魚身擺動(dòng)電機(jī)34驅(qū)動(dòng)軀干骨架30進(jìn)行左右擺動(dòng)，從而模仿出魚類軀干擺動(dòng)的動(dòng)作。

在本實(shí)施例中，軀干骨架30上設(shè)置有用于裝載控制系統(tǒng)7的電控盒301，電控盒301將軀干骨架30分成前部軀干骨架與后部軀干骨架，前部軀干骨架的位于后端的軀干關(guān)節(jié)31的第一部310與第二部311的自由端朝向電控盒301且與電控盒301例如通過螺釘固定連接，后部軀干骨架的位于前端的軀干關(guān)節(jié)31的第一部310與第二部311的自由端朝向電控盒301設(shè)置且與電控盒301例如通過螺釘固定連接。軀干擺動(dòng)裝置的數(shù)量為兩個(gè)，該軀干擺動(dòng)裝置的魚身擺動(dòng)電機(jī)34分別設(shè)置在前部軀干骨架與后部軀干骨架的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)，以驅(qū)動(dòng)前部軀干骨架與后部軀干骨架，以更形象的模擬出魚類軀干擺動(dòng)的動(dòng)作。需要說明的是，設(shè)置在前部軀干骨架上的魚身擺動(dòng)電機(jī)34對(duì)應(yīng)的拉繩36，其兩端沿著多個(gè)軀干關(guān)節(jié)31的排布方向同時(shí)向前延伸并依次穿設(shè)多個(gè)軀干關(guān)節(jié)31后與位于最前端的軀干關(guān)節(jié)31固定；設(shè)置在后部軀干骨架上的魚身擺動(dòng)電機(jī)34對(duì)應(yīng)的拉繩36，其兩端沿著多個(gè)軀干關(guān)節(jié)31的排布方向同時(shí)向后延伸并依次穿設(shè)多個(gè)軀干關(guān)節(jié)31后與位于后端額軀干關(guān)節(jié)31固定。

如圖8到圖10所示，驅(qū)動(dòng)前部軀干骨架擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34在作動(dòng)時(shí)，帶著與該魚身擺動(dòng)電機(jī)34對(duì)應(yīng)的繞線輪35繞線時(shí)，繞線輪35在繞線時(shí)只是將位于繞線輪35一側(cè)的拉繩36纏繞在繞線輪35上，使該側(cè)的拉繩36被卷收，例如魚身擺動(dòng)電機(jī)34驅(qū)動(dòng)繞線輪35順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，繞線輪35右側(cè)的拉繩36被卷收在繞線輪35上，繞線輪35右側(cè)的拉繩36的變短，前部軀干骨架向右擺動(dòng)，反之前部軀干骨架則向左擺動(dòng)，后部軀干骨架的擺動(dòng)原理與上述相同，在此不再贅述。前部軀干骨架與后部軀干骨架的擺動(dòng)，可以使仿生機(jī)器魚轉(zhuǎn)彎，并且該仿生效果逼真。

在本實(shí)施例中，連接部312的頂部對(duì)稱地開設(shè)有兩個(gè)穿孔313，該兩個(gè)穿孔313供驅(qū)動(dòng)軀干骨架擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34所對(duì)應(yīng)的拉繩36穿過。驅(qū)動(dòng)軀干骨架擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34所對(duì)應(yīng)的拉繩36被拉緊時(shí)，可以通過對(duì)應(yīng)的穿孔313將力作用在軀干關(guān)節(jié)31上使得軀干關(guān)節(jié)31擺動(dòng)。在本實(shí)施例中，連接部312包括三角狀的第一連接板體及自第一連接板體的底端垂直延伸出的第二連接板體，如此設(shè)置連接部312可以合理利用空間，避免元件之間的相互干涉，以及減輕魚身的整體重量。更進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，過口313開設(shè)在第一連接板體上。

尾部擺動(dòng)裝置中的魚身擺動(dòng)電機(jī)34安裝在軀干骨架30的位于最后端的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)，具體安裝在軀干骨架30的位于最后端的軀干關(guān)節(jié)31的第一部310與第二部311之間，驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34所對(duì)應(yīng)的拉繩36的兩端沿著多個(gè)尾部關(guān)節(jié)41的排布方向同時(shí)向后延伸并依次穿設(shè)多個(gè)尾部關(guān)節(jié)41后與最后一個(gè)尾部關(guān)節(jié)41固定。軀干骨架30的位于最后端的軀干關(guān)節(jié)31指的是軀干骨架30的與尾部骨架40連接的那個(gè)關(guān)節(jié)。尾部擺動(dòng)裝置的魚身擺動(dòng)電機(jī)34在工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34驅(qū)動(dòng)該魚身擺動(dòng)電機(jī)34對(duì)應(yīng)的繞線輪35進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并拉動(dòng)纏繞在繞線輪35上的拉繩36使其兩端相應(yīng)的卷收與放松，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了魚身擺動(dòng)電機(jī)34驅(qū)動(dòng)尾部骨架40進(jìn)行左右擺動(dòng)，從而模仿出魚類尾部擺動(dòng)的動(dòng)作。

在本實(shí)施例中，尾部關(guān)節(jié)41的第三連接片413于頂部開設(shè)有對(duì)稱地分布的兩個(gè)過線孔416，這樣驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34所對(duì)應(yīng)的拉繩36穿過尾部關(guān)節(jié)41的第三連接片413上的過線孔416并與位于后端的尾部關(guān)節(jié)41固定。

在本實(shí)施例中，魚身3還包括條狀的彈性元件37及多個(gè)凸片38，凸片38上設(shè)置有通孔380。凸片38分布在每個(gè)軀干關(guān)節(jié)31與尾部關(guān)節(jié)41上，具體位于軀干關(guān)節(jié)31與尾部關(guān)節(jié)41的頂部，更具體的是位于骨干關(guān)節(jié)31的第一部310與尾部關(guān)節(jié)41的第一連接片410上的頂部。彈性元件37穿設(shè)通孔380并且彈性元件37的兩端固定在魚身3上，這樣魚身3在擺動(dòng)時(shí)，魚身3的柔韌性強(qiáng)。在本實(shí)施例中，彈性元件37例如為彈性鋼絲繩。

進(jìn)一步地，多個(gè)凸片38中的一個(gè)凸片38分布在魚頸骨架32上，具體為與魚頸骨架32的頂部，更具體是位于魚頸骨架32的第一安裝板320的頂部上。彈性元件37穿設(shè)魚頸骨架32的凸片38上的通孔380，以在軀干骨架30相對(duì)魚頸骨架32轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，增強(qiáng)軀干骨架30與魚頸骨架32之間的柔韌性。在本實(shí)施例中，由于電控盒301將軀干骨架30分成前部軀干骨架和后部軀干骨架，因此，彈性元件37數(shù)量為兩個(gè)，其中一個(gè)彈性元件37穿過前部軀干骨架與魚頸骨架32上的凸片38上的通孔380，該彈性元件37的兩端分別與前部軀干骨架及魚頸骨架32；另一個(gè)彈性元件37穿過后部軀干骨架與尾部骨架40上的凸片38上的通孔380，該彈性元件37的兩端分別與后部軀干骨架及尾部骨架40固定。

請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D1、圖11到圖13，在本實(shí)施例中，魚身3上還設(shè)有魚鰭5，魚鰭5成對(duì)設(shè)置并對(duì)稱地設(shè)置在軀干骨架30的兩側(cè)。

所述魚鰭5包括魚鰭骨架50及與魚鰭骨架50連接的鰭部支架51，鰭部支架51與魚身3連接。其中，魚鰭骨架50包括骨架基板501及間隔地設(shè)置骨架基板501上的多個(gè)相互鉸接的柔性關(guān)節(jié)502，其中，骨架基板501的長(zhǎng)度延伸方向與魚身3的長(zhǎng)度延伸方向垂直，柔性關(guān)節(jié)502的長(zhǎng)度延伸方向與魚身3的長(zhǎng)度延伸方向平行。

每個(gè)柔性關(guān)節(jié)502的一端均與骨架基板501固定并且沿著魚身3的長(zhǎng)度延伸方向設(shè)置。每個(gè)柔能性關(guān)節(jié)502包括多個(gè)片狀的子關(guān)節(jié)503，相鄰連兩個(gè)子關(guān)節(jié)503通過連接轉(zhuǎn)軸505連接，連接轉(zhuǎn)軸505上套設(shè)有一個(gè)扭簧504，每個(gè)扭簧504的兩端分別抵住兩個(gè)子關(guān)節(jié)503，以在魚鰭骨架50擺動(dòng)時(shí)可以保持魚鰭骨架50的柔韌性，不會(huì)因水壓的變化讓魚鰭骨架50發(fā)生較大變形，并且在魚鰭骨架50變形后在扭簧504的作用下回復(fù)原狀。

在本實(shí)施例中，魚鰭5還包括鰭部擺動(dòng)裝置52及鰭部電機(jī)盒58。鰭部擺動(dòng)裝置52包括鰭部擺動(dòng)電機(jī)520、鰭部轉(zhuǎn)盤521及鰭部曲柄522。其中，鰭部擺動(dòng)電機(jī)520設(shè)置在鰭部電機(jī)盒58內(nèi)并且鰭部擺動(dòng)電機(jī)520的轉(zhuǎn)軸部穿出鰭部電機(jī)盒58。所述鰭部轉(zhuǎn)盤521套設(shè)在鰭部擺動(dòng)電機(jī)520的轉(zhuǎn)軸部上，所述鰭部曲柄522的兩端分別與鰭部轉(zhuǎn)盤521及鰭部支架51樞轉(zhuǎn)連接，鰭部支架51的中部位置通過連接軸581與鰭部電機(jī)盒58的前端面樞轉(zhuǎn)連接，需要說明的是，鰭部電機(jī)盒58的前端面指的是鰭部電機(jī)盒58朝向魚頭1的面?？梢岳斫獾氖?，鰭部轉(zhuǎn)盤521、鰭部曲柄522及鰭部支架51構(gòu)成一個(gè)四連桿聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)，這樣該鰭部擺動(dòng)電機(jī)520在工作時(shí)，可以通過鰭部轉(zhuǎn)盤521及鰭部曲柄522傳動(dòng)，鰭部支架51進(jìn)行上下擺動(dòng)作業(yè)。在本實(shí)施例中，鰭部電機(jī)盒58設(shè)置在軀干骨架30的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)，具體鰭部電機(jī)盒58設(shè)置該軀干關(guān)節(jié)31的第一部310與第二部311之間，并具體例如通過螺釘?shù)裙潭潭ㄔ诘诙?11上，可以理解的是，鰭部支架51通過鰭部電機(jī)盒58與魚身3的軀干骨架30連接。

在本實(shí)施例中，同一對(duì)魚鰭5中的兩個(gè)鰭部擺動(dòng)電機(jī)520安裝在同一個(gè)鰭部電機(jī)盒58內(nèi)，鰭部電機(jī)盒58固定在軀干骨架30預(yù)定的軀干關(guān)節(jié)31的第一部310與第二部311之間。該鰭部電機(jī)盒58的前部設(shè)置蓋板59，鰭部曲柄522連接在一起的樞軸設(shè)置在鰭部電機(jī)盒58上。鰭部電機(jī)盒58的蓋板59上設(shè)有供兩個(gè)鰭部擺動(dòng)電機(jī)520的轉(zhuǎn)軸部穿設(shè)的穿孔591，連接軸581設(shè)置在蓋板59上。

在本實(shí)施例中，魚鰭5還包括用于驅(qū)動(dòng)魚鰭骨架50擺動(dòng)的鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)裝置53。鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)裝置53包括鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531、聯(lián)軸器532及連接桿533，該鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531的轉(zhuǎn)軸軸向與魚身3的長(zhǎng)度延伸方向垂直，鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531與鰭部支架51固定連接，鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531通過聯(lián)軸器532與連接桿533連接，連接桿533與骨架基板501固定連接，鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)裝置53的鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531在轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連接桿533，連接桿533轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)魚鰭骨架50轉(zhuǎn)動(dòng)。

可以理解的是，魚鰭5可以分為前部魚鰭和后部魚鰭，前部魚鰭的結(jié)構(gòu)如上述所述，后部魚鰭只會(huì)做上下擺動(dòng)不會(huì)前后擺動(dòng)，換句話說，也就是后部魚鰭不包括鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)裝置53?？梢岳斫獾氖?，魚鰭5在不包括鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)裝置53時(shí)，魚鰭5的鰭部支架51與魚鰭骨架50例如可以通過螺釘?shù)裙潭蚝附拥姆绞焦潭ㄔ谝黄?。更具體的是，前部魚鰭的鰭部電機(jī)盒58固定在前部軀干骨架的與電控盒301連接的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)，后部魚鰭的鰭部電機(jī)盒58固定在后部軀干骨架的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)。

需要說明的是，魚鰭5前后擺動(dòng)可以在魚上升與下潛過程中于水平面成向前或向后傾斜一定角度，例如15°到30°之間，這樣魚在上升與下潛過程中受到水的反向作用力將變小，有利于魚上升與下潛。

在本實(shí)施例，所述仿生機(jī)器魚還包括用于實(shí)現(xiàn)該仿生機(jī)器魚上浮及下潛的上浮下潛機(jī)構(gòu)6，上浮下潛機(jī)構(gòu)6包括用于控制魚頭1上浮與下潛的第一儲(chǔ)排水罐61、與第一儲(chǔ)排水罐61連接的儲(chǔ)氣罐62、以及用于控制儲(chǔ)氣罐62與第一儲(chǔ)排水罐61之間進(jìn)行氣體交換的氣泵63。當(dāng)需要魚頭1上浮時(shí)，氣泵63將儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第一儲(chǔ)排水罐61內(nèi)，進(jìn)而將第一儲(chǔ)排水罐61內(nèi)的水排出，使得魚頭1的重量變輕，實(shí)現(xiàn)魚頭1上??；反之，則實(shí)現(xiàn)魚頭1下沉。具體地，氣泵63順時(shí)針轉(zhuǎn)可以將儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第一儲(chǔ)排水罐61內(nèi)，氣泵63逆時(shí)針轉(zhuǎn)可以將第一儲(chǔ)排水罐61內(nèi)的氣體排入氣罐62。在本實(shí)施例中，電控盒301內(nèi)設(shè)置有將電控盒301分成兩個(gè)容置腔室的隔板，其中一個(gè)腔室安裝控制系統(tǒng)7，另一個(gè)容置腔室安裝上浮下潛機(jī)構(gòu)6中的氣泵62，并且氣泵62固定在隔板上，需要說明的是，在本實(shí)施例中，隔板將電控盒301分成上下間隔設(shè)置的兩個(gè)容置腔室。儲(chǔ)氣罐62設(shè)置在軀干骨架30的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)。具體的，在本實(shí)施中儲(chǔ)氣罐62的數(shù)量例如可以為兩個(gè)，兩個(gè)儲(chǔ)氣罐62均設(shè)置在前部軀干骨架的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)，具體設(shè)在與魚頸骨架32連接的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)以及前部軀干骨架的與電控盒301連接的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)，設(shè)在與電控盒301連接的軀干關(guān)節(jié)31內(nèi)的儲(chǔ)氣罐62位于鰭部電機(jī)盒58的上方，以達(dá)到合理利用空間，并且可以為第一儲(chǔ)排水罐61與第二儲(chǔ)排水罐65提供充足的氣體及吸入兩個(gè)儲(chǔ)排水罐內(nèi)的氣體，實(shí)現(xiàn)魚頭1與魚身3的上浮與下沉。

具體地，第一儲(chǔ)排水罐61安裝在魚頸骨架32的第一安裝板320與第二安裝板321之間，第一安裝板320上設(shè)有開口324，以供第一儲(chǔ)排水罐61上的氣嘴通過，以方便氣嘴通過導(dǎo)氣管與儲(chǔ)氣罐62連接，進(jìn)而方便對(duì)機(jī)器仿生機(jī)器魚中的氣路進(jìn)行排布。第二安裝板321上設(shè)有彈性部件325，第一儲(chǔ)排水罐61的底部抵接彈性部件325，以便于方便安裝第一儲(chǔ)排水罐61并依靠彈性部件325的彈性回復(fù)力防止第一儲(chǔ)排水罐61松動(dòng)。在本實(shí)施例中，彈性部件325例如為彈性的拱形片，以便于安裝第一儲(chǔ)排水罐61。本實(shí)施例中，儲(chǔ)氣罐62例如設(shè)置在魚頸骨架32內(nèi)，在其他實(shí)施例中，第一儲(chǔ)排水罐61可以直接設(shè)置魚頭1內(nèi)。

在本實(shí)施例中，第一儲(chǔ)排水罐61包括第一罐體610及設(shè)置在該第一罐體610內(nèi)的第一氣囊612，其中所述第一罐體610上開設(shè)有第一接水口，并通過該第一接水口與外界的水相連通。可以理解的是，在魚頭1需要上浮或下潛時(shí)，氣泵63將儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第一氣囊612內(nèi)，第一氣囊612膨脹將第一罐體610內(nèi)的水排入外界，減輕第一儲(chǔ)排水罐61重量，進(jìn)而減輕魚頭1的重量，使得魚頭1上??；反之則增加魚頭1的重量，使魚頭下沉。在魚頭1上潛下潛接收后。

在本實(shí)施例中，上浮下潛機(jī)構(gòu)6還包括用于控制魚身3上浮、下潛的第二儲(chǔ)排水罐65，氣泵63與第二儲(chǔ)排水罐65連接，以來控制儲(chǔ)氣罐62與第二儲(chǔ)排水罐65之間進(jìn)行氣體交換。需要魚身3上浮時(shí)，氣泵63將儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第二儲(chǔ)排水罐65內(nèi)，進(jìn)而將第二儲(chǔ)排水罐65內(nèi)的水排出，使得魚身3的重量變輕，實(shí)現(xiàn)魚身3上??；反之，則實(shí)現(xiàn)魚身3下沉。

在本實(shí)施例中，第二儲(chǔ)排水罐65包括第二罐體650及設(shè)置在該第二罐體650內(nèi)的第二氣囊652，其中所述第二罐體650上開設(shè)有第二接水口，并通過該第二接水口與外界的水相連通?？梢岳斫獾氖牵隰~身3需要上浮或下潛時(shí)，氣泵63將儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第二氣囊652內(nèi)，第二氣囊652膨脹將第二罐體650內(nèi)的水排入外界，減輕第二儲(chǔ)排水罐65重量，進(jìn)而減輕魚身3的重量，使得魚身3上??；反之則增加魚身3的重量，使魚身3下潛。在魚身3上潛下潛結(jié)束后。

具體的，在本實(shí)施例，第二儲(chǔ)排水罐65設(shè)置在軀干骨架30的中部，并具體設(shè)置在魚后部軀干的與電控盒連接的軀干關(guān)節(jié)31中。所述第二儲(chǔ)排水罐65應(yīng)用在該仿生機(jī)器魚中，是用于驅(qū)動(dòng)魚身3進(jìn)行上浮下潛的，由于魚身3的整體質(zhì)量要大于魚頭1的整體質(zhì)量，為此，本實(shí)施例的數(shù)量為兩個(gè)，并且對(duì)稱分布在軀干骨架30的兩側(cè)，且設(shè)置在后部軀干骨架與電控盒301連接的骨架關(guān)節(jié)41的第一部410與第二部411之間。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，上浮下潛機(jī)構(gòu)6包括第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68，第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68分別均分別包括兩個(gè)第一導(dǎo)氣口A、第二導(dǎo)氣口B、與第一導(dǎo)氣口A及第二導(dǎo)氣口B連接的第三導(dǎo)氣口C，控制第一導(dǎo)氣口A與第三導(dǎo)氣口C導(dǎo)通的第一閥門開關(guān)，以及控制第二導(dǎo)氣口B與第三導(dǎo)氣口C導(dǎo)通的第二閥門開關(guān)。第一電磁閥66的第一導(dǎo)氣口A與第二導(dǎo)氣口B分別與第一儲(chǔ)排水罐61及第二儲(chǔ)排水罐65連接，第二電磁閥67的第一導(dǎo)氣口A及第二導(dǎo)氣口B對(duì)應(yīng)第三電磁閥68的第二導(dǎo)氣口B及第一導(dǎo)氣口A連接，儲(chǔ)氣罐62連接在第二電磁閥67的第一導(dǎo)氣口A與第三電磁閥68的第二導(dǎo)氣口B之間，第一電磁閥66的第三導(dǎo)氣口C連接在第二電磁閥67的第二導(dǎo)氣口B與第三電磁閥68的第一導(dǎo)氣口A之間，第三電磁閥68的第三導(dǎo)氣口C通過氣泵62與第二導(dǎo)氣閥的第三導(dǎo)氣口C連接。在需要魚身3上浮時(shí)，氣泵62例如順時(shí)針抽氣，并且三個(gè)電磁閥的第二閥門開關(guān)均打開，使儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第一儲(chǔ)排水罐61內(nèi)，將第一儲(chǔ)排水罐61內(nèi)水排出，從而實(shí)現(xiàn)魚頭1上浮，反之則魚頭1下沉。在需要魚身3上浮時(shí)，氣泵62例如順時(shí)針抽氣，并且三個(gè)電磁閥的第二閥門開關(guān)均打開，使儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第二儲(chǔ)排水罐65，將第二儲(chǔ)排水罐65內(nèi)的水排出，從而實(shí)現(xiàn)魚身3上浮，反之則魚身3下沉。

控制系統(tǒng)7包括微處理器701，微處理器701與驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34連接，以控制驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34的作動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軀干骨架30部位的擺動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器魚轉(zhuǎn)彎。當(dāng)需轉(zhuǎn)彎時(shí)，微處理器701控制驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的繞線輪35對(duì)拉繩36進(jìn)行繞線，帶動(dòng)軀干骨架30向一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器魚轉(zhuǎn)彎，在轉(zhuǎn)彎結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34帶動(dòng)繞線輪35轉(zhuǎn)動(dòng)使軀干拉繩36回位，即回到初始位置后停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

微處理器701還與驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34連接，以控制驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34的作動(dòng)，實(shí)現(xiàn)尾部骨架40的擺動(dòng)，為仿生機(jī)器魚提供驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器魚前進(jìn)。當(dāng)需仿生機(jī)器魚前進(jìn)時(shí)，微處理器701控制驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，使對(duì)應(yīng)的繞線輪35分別對(duì)位于左側(cè)的拉繩36及位于右側(cè)的拉繩36進(jìn)行繞線，帶動(dòng)軀干骨架30左右擺動(dòng)，為仿生機(jī)器魚提供驅(qū)動(dòng)力，在仿生機(jī)器魚停止前進(jìn)后，將控制驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使仿生機(jī)器魚停止前進(jìn)。

微處理器701還與鰭部擺動(dòng)裝置52中的鰭部擺動(dòng)電機(jī)520連接。以控制鰭部擺動(dòng)電機(jī)520的作動(dòng)，以在仿生機(jī)器魚前進(jìn)時(shí)，使仿生機(jī)器魚的魚鰭5擺動(dòng)，以在仿生機(jī)器魚前進(jìn)時(shí)游動(dòng)平穩(wěn)并且仿生效果更佳逼真。

微處理器701還與鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531連接，以控制鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531的作動(dòng)，在于上浮或下潛過程中，微處理器701控制鰭部轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)531轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)魚鰭5向前或向后轉(zhuǎn)動(dòng)至于設(shè)定角度，以減少水對(duì)魚鰭5的反向作用力，有利于仿生機(jī)器魚的上浮與下潛。

控制系統(tǒng)7還包括魚身位置探測(cè)裝置71，魚身位置探測(cè)裝置71分為用于采集尾部骨架40的位置信號(hào)并傳輸至微處理器701的尾部位置探測(cè)裝置，以及用于采集軀干骨架30的位置信號(hào)并傳送至微處理器70的軀干位置探測(cè)裝置。

微處理器701用于根據(jù)接收到的尾部骨架40的位置信號(hào)判斷尾部骨架40的位置并控制用于驅(qū)動(dòng)尾部擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34進(jìn)行相應(yīng)的作動(dòng)。具體地，尾部骨架40的位置信號(hào)包括尾部最大左偏位置信號(hào)，尾部最大右偏位置信號(hào)及尾部初始位置信號(hào)，當(dāng)尾部偏轉(zhuǎn)量達(dá)到最大值時(shí)，微處理器701控制用于驅(qū)動(dòng)尾部擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)尾部骨架40左右擺動(dòng)，在尾部骨架40擺動(dòng)到初始位置時(shí)，微處理器701可控制用于驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34停止轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢岳斫獾氖?，在微處理器701通過無線信號(hào)接收702接收到外部輸入的控制指令例如停止擺動(dòng)魚尾時(shí)，微處理器701即控制用于驅(qū)動(dòng)尾部擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34帶動(dòng)尾部骨架40向初始位置擺動(dòng)，并在尾部骨架40擺動(dòng)到初始位置控制用于驅(qū)動(dòng)尾部擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)然，微處理器701也可以根據(jù)其內(nèi)部存儲(chǔ)的運(yùn)行程序，在尾部擺動(dòng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間后控制用于驅(qū)動(dòng)尾部擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34帶動(dòng)尾部骨架40向初始位置擺動(dòng)，并在尾部骨架40擺動(dòng)到初始位置控制用于驅(qū)動(dòng)尾部擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

微處理器70還用于根據(jù)軀干骨架30的位置信號(hào)控制用于驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34進(jìn)行相應(yīng)的作動(dòng)。具體地，軀干骨架30的位置信號(hào)包括軀干最大左偏位置信號(hào)，軀干最大右偏位置信號(hào)及軀干初始位置信號(hào)，在軀干骨架30偏轉(zhuǎn)達(dá)最大偏移位置后，微處理器701控制用于驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)軀干骨架30左右擺動(dòng)，在軀干骨架30回到初始位置時(shí)，處理器701控制用于驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以使軀干骨架30停在原始位置?？梢岳斫獾氖牵谖⑻幚砥?01通過無線信號(hào)接收702接收到外部輸入的控制指令例如停止擺動(dòng)軀干骨架30時(shí)，微處理器701即控制用于驅(qū)動(dòng)軀干擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34帶動(dòng)軀干骨架30向初始位置擺動(dòng)，并在軀干骨架30擺動(dòng)到初始位置控制用于驅(qū)動(dòng)軀干擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)然，微處理器701也可以根據(jù)其內(nèi)部存儲(chǔ)的運(yùn)行程序，在軀干擺動(dòng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間后控制用于驅(qū)動(dòng)軀干擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34帶動(dòng)軀干骨架30向初始位置擺動(dòng)，并在軀干骨架30擺動(dòng)到初始位置控制用于驅(qū)動(dòng)軀干擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體，每個(gè)魚身位置探測(cè)裝置71包括第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713及魚身磁鐵714。第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713用于在與魚身磁鐵714對(duì)齊時(shí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生最大左偏位置信號(hào)，初始位置信號(hào)及最大右偏位置信號(hào)。具體地，尾部位置探測(cè)裝置中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713設(shè)置在最前端的尾部關(guān)節(jié)41上，魚身磁鐵714設(shè)置在用于驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34上，這樣尾部位置探測(cè)裝置中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713將隨著尾部關(guān)節(jié)41擺動(dòng)而擺動(dòng)，魚身磁鐵714將不會(huì)擺動(dòng)，這樣第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713隨著尾部骨架40擺動(dòng)分別與魚身磁鐵714對(duì)齊，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生尾部最大右偏位置信號(hào)，尾部初始位置信號(hào)及尾部最大右偏位置信號(hào)。

軀干位置探測(cè)裝置的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713設(shè)置在與安裝有驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34的軀干關(guān)節(jié)31臨近的軀干關(guān)節(jié)31上，魚身磁鐵714設(shè)置在用于驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34上，這樣用于軀干位置探測(cè)裝置中的魚身位置探測(cè)裝置71的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713將隨著軀干關(guān)節(jié)31的擺動(dòng)而擺動(dòng)，魚身磁鐵714將不會(huì)擺動(dòng)，這樣第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713隨著軀干骨架30擺動(dòng)分別與魚身磁鐵714對(duì)齊，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生軀干最大右偏位置信號(hào)，軀干初始位置信號(hào)及軀干最大右偏位置信號(hào)。

在本實(shí)施例中，魚身位置探測(cè)裝置71還包括安裝架715。安裝架715包括第一安裝塊716、第二安裝塊717及連接支架718，第一安裝塊716與第二安裝塊717上下疊置并鉸接在一起，第二安裝塊717的底部與連接支架718固定連接在一起。第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713安裝在第一安裝塊716上，魚身磁鐵714設(shè)置在第二安裝塊717上。采集軀干骨架31擺動(dòng)位置信息的魚身位置探測(cè)裝置71及采集尾部骨架40的擺動(dòng)位置信息的魚身位置探測(cè)裝置71，它們中的第一安裝塊716分別設(shè)置在與安裝有驅(qū)動(dòng)軀干骨架30擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34的軀干關(guān)節(jié)31臨近的軀干關(guān)節(jié)31上及最前端的尾部關(guān)節(jié)41上具體位于該軀干關(guān)節(jié)31的第一部310及該尾部關(guān)節(jié)的第一連接片410上，它們中的第二安裝塊717通過連接支架715設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軀干骨架31的魚身擺動(dòng)電機(jī)34及驅(qū)動(dòng)尾部骨架40擺動(dòng)的魚身擺動(dòng)電機(jī)34上。如此，軀干骨架31及尾部骨架40在擺動(dòng)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的魚身位置探測(cè)裝置71中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712及第三魚身霍爾傳感器713可以相對(duì)魚身磁鐵714發(fā)生位置偏移，使得第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712及第三魚身霍爾傳感器713可以與魚身磁鐵714對(duì)齊，進(jìn)而產(chǎn)生魚身位置信號(hào)。

在本實(shí)施例中，連接支架715上還設(shè)置有連接軸桿719，第一安裝塊716與第二安裝塊717均呈三角狀，第一安裝塊716與第二安裝塊717相對(duì)的兩個(gè)頂點(diǎn)通過連接軸桿719轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在一起，從而使得第一安裝塊716與第二安裝塊717可以發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本實(shí)施例中，控制系統(tǒng)7還包括魚鰭位置探測(cè)裝置，魚鰭位置探測(cè)裝置用于獲取魚鰭位于初始位置信號(hào)，并根據(jù)魚鰭初始位置信息控制鰭部擺動(dòng)電機(jī)在魚鰭回到初始位置后，停止控制魚鰭上下擺動(dòng)。其中，魚鰭位置探測(cè)裝置包括鰭部霍爾傳感器(圖未示出)及鰭部磁鐵(圖未示出)，鰭部霍爾傳感器設(shè)置在鰭部支架51上，鰭部磁鐵設(shè)置在蓋板59上，在鰭部支架51位于初始位置時(shí)，鰭部磁鐵與鰭部霍爾傳感器對(duì)齊，鰭部霍爾傳感器感應(yīng)到鰭部磁鐵并產(chǎn)生鰭部位于初始位置信號(hào)發(fā)送至微處理器701，當(dāng)不需要魚鰭擺動(dòng)時(shí)，微處理器701在接收到鰭部回到初始位置信號(hào)停止驅(qū)動(dòng)魚鰭擺動(dòng)?？梢岳斫獾氖牵~鰭在擺動(dòng)時(shí)，鰭部支架51相對(duì)蓋板59轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣鰭部霍爾傳感器將與鰭部磁鐵錯(cuò)開，鰭部霍爾傳感器將不會(huì)產(chǎn)生鰭部位于初始位置信號(hào)。設(shè)置魚鰭位置探測(cè)裝置的主要目的是方便鰭部回到初始位置。

微處理器701還與氣泵63、第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68連接，以控制氣泵63的開閉，以及第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68上的第一閥門與第二閥門的開閉，以在仿生機(jī)器魚需要上浮或下沉?xí)r，使仿生機(jī)器魚上浮或下沉。仿生機(jī)器魚上浮和下沉的原理以及在上述內(nèi)容中詳細(xì)描述，在此不再贅述。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明中的控制系統(tǒng)7還包括與微處理器701連接的第一水深傳感器74及第二水深傳感器75，第一水深傳感器74與第二水深傳感器75分別安裝在魚頭1與魚身3上，第一水深傳感器74及第二水深傳感器75用于采集仿生機(jī)器魚的魚頭1及魚身3位于水中深度并將水深轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送至微處理器701，微處理器701根據(jù)第一水深傳感器74及第二水深傳感器75采集到的水深信號(hào)來控制氣泵63的作動(dòng)、第一、第二及第三電磁閥66、67、68的閥門開關(guān)的開閉。

具體的，當(dāng)微處理器701根據(jù)第一水深傳感器74采集到的水深信號(hào)判斷出魚頭1位于第一設(shè)定深度時(shí)，關(guān)閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第一閥門開關(guān)，不再將儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第一氣囊612，不再將第一儲(chǔ)排水罐61內(nèi)的水排出，第一儲(chǔ)排水罐61的重量不再減輕，魚頭1停止上?。划?dāng)微處理器701根據(jù)第二水深傳感器75采集到的水深信號(hào)判斷出魚身3上浮至第一設(shè)定深度時(shí)，微處理器701將氣泵63關(guān)閉同時(shí)閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第二閥門開關(guān)，不再將儲(chǔ)氣罐62內(nèi)的氣體排入第二氣囊652內(nèi)，第一儲(chǔ)排水罐65不再排水，魚身3的重量不再減輕，魚身不再上浮。

微處理器701根據(jù)第一水深傳感器74采集到水深信號(hào)判斷出魚頭1位于第二設(shè)定深度時(shí)，關(guān)閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第一閥門開關(guān)，不再將第一氣囊612內(nèi)的氣體排入儲(chǔ)氣罐62，第一儲(chǔ)排水罐61不再灌水，魚頭1的重量不再加大，魚頭1不再下潛；當(dāng)微處理器701根據(jù)第二水深傳感器75采集到的水深信號(hào)判斷出魚身3位于第二設(shè)定深度時(shí)，微處理器701將氣泵63關(guān)閉同時(shí)關(guān)閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第二閥門開關(guān)，不再將第二氣囊652內(nèi)的氣體排入氣缸儲(chǔ)氣罐62，第一儲(chǔ)排水罐65不再灌水，魚身3的重量不再加大，魚身不再下沉。

需要說明的是，第一設(shè)定深度與第二設(shè)定深度均存儲(chǔ)在微處理器701，微處理器701根據(jù)第一水深傳感器74與第二水深傳感器75采集到的深度息來判斷仿生機(jī)器魚在上浮過程中是否位于第一設(shè)定深度，在下沉過程中是否位于第二設(shè)定深度，在這兩個(gè)過程中，如果結(jié)果為是微處理器701控制氣泵63進(jìn)行上述的作動(dòng)。

在本實(shí)施例中，微處理器701還與張合機(jī)構(gòu)13中的張合電機(jī)14連接，用于控制張合電機(jī)14的作動(dòng)以控制魚嘴的張開與閉合。具體，在需要魚嘴張合時(shí)，微處理器701控制張合電機(jī)14首先驅(qū)動(dòng)第一齒輪15正轉(zhuǎn)帶動(dòng)第二齒輪16反轉(zhuǎn)，第二齒輪16帶動(dòng)下頜12繞樞軸171向下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得魚嘴張開，然后微處理器701控制張合電機(jī)14驅(qū)動(dòng)第一齒輪15反轉(zhuǎn)帶動(dòng)第二齒輪16正轉(zhuǎn)，第二齒輪16帶動(dòng)下頜12繞轉(zhuǎn)樞軸171向上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得魚嘴閉合，從而完成魚嘴張合。

在本實(shí)施例中，處理器701還與眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21連接，用于控制眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的作動(dòng)，以在需要轉(zhuǎn)動(dòng)魚眼19時(shí)，使眼部驅(qū)動(dòng)電機(jī)21工作，驅(qū)動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)22帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)23作動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)魚眼19轉(zhuǎn)動(dòng)。

控制系統(tǒng)7還與微處理器701連接的無線信號(hào)接收器702，無線信號(hào)接收器702用于接收外部的無線遙控信號(hào)并將無線遙控信號(hào)發(fā)送至微處理器701，微處理器701根據(jù)無線遙控信號(hào)控制各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作動(dòng)以及下潛上浮機(jī)構(gòu)6的作動(dòng)，以使得仿生機(jī)器魚按照無線遙控信號(hào)所指定的運(yùn)動(dòng)模式運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，微處理器701與無線信號(hào)接收器702均設(shè)置在電路板上，電路板密封在電控盒301內(nèi)。

無線遙控信號(hào)所指定的運(yùn)動(dòng)模式包括多個(gè)單體運(yùn)動(dòng)模式和自由巡航模式。多個(gè)單體運(yùn)動(dòng)模式包括魚頭上浮、魚身上浮、魚頭下沉、魚身下沉、魚嘴張開、魚嘴閉合、眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)、軀干擺動(dòng)、魚鰭上下擺動(dòng)、魚尾擺動(dòng)及魚鰭轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢岳斫獾氖牵~頭上浮與魚身上浮合成仿生機(jī)器魚上浮。魚頭下沉與魚身下沉合成仿生機(jī)器魚下潛。魚嘴張開與魚嘴閉合合成仿生機(jī)器魚魚嘴張合。軀干擺動(dòng)形成仿生機(jī)器轉(zhuǎn)彎。魚尾擺動(dòng)為仿生機(jī)器魚前進(jìn)提供推動(dòng)力，形成仿生機(jī)器魚游動(dòng)。魚鰭擺動(dòng)用于保證仿生機(jī)器魚的平衡性。魚鰭轉(zhuǎn)動(dòng)用于在魚身上浮或者魚身下沉?xí)r將魚鰭5的魚鰭骨架50轉(zhuǎn)動(dòng)至設(shè)定的傾斜角度，以減少水的阻力，便于魚身上浮及魚身下沉。仿生機(jī)器魚在水面游動(dòng)時(shí)，仿生機(jī)器魚首先上浮，仿生機(jī)器魚上浮后，在進(jìn)行魚尾擺動(dòng)，形成仿生機(jī)器魚水面游動(dòng)，換句話說，也就是仿生機(jī)器魚上浮與魚尾擺動(dòng)形成仿生機(jī)器魚水面游動(dòng)；生機(jī)器魚在水選游動(dòng)時(shí)，仿生機(jī)器魚首先下沉，仿生機(jī)器魚下沉后，在進(jìn)行魚尾擺動(dòng)，形成仿生機(jī)器魚水下游動(dòng)，也即仿生機(jī)器魚下沉與魚尾擺動(dòng)形成仿生機(jī)器魚水中游動(dòng)。

自由巡航模式包括多個(gè)單體運(yùn)動(dòng)模式中的至少兩個(gè)單體運(yùn)動(dòng)模式。具體例如，仿生機(jī)器魚首先進(jìn)行仿生機(jī)器魚水面潛行，在潛行過程中進(jìn)行仿生機(jī)器魚魚嘴張合，仿生機(jī)器魚在水面潛行一定時(shí)間后，在進(jìn)行水下潛行，在水下潛行過程中進(jìn)行仿生機(jī)器魚魚嘴張合。

上述單體運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)過程和原理，以及在上述過程中已經(jīng)詳述，在此不再贅述。

需要說明的是，本發(fā)明的仿生機(jī)器魚的魚身3還在軀干骨架31的軀干關(guān)節(jié)31的第一部310與第二部312之間設(shè)置多個(gè)電池盒101，電池盒101內(nèi)安裝有蓄電池，以為本發(fā)明中的用電元件提供電能。

本發(fā)明的仿生機(jī)器魚的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，另外，本發(fā)明仿生機(jī)器魚具有逼真的仿生效果。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。