本發(fā)明涉及一種仿生魚(yú)，尤其涉及一種可清理海洋垃圾的仿生魚(yú)。

背景技術(shù)：

仿生魚(yú)又稱仿生機(jī)器魚(yú)，以用于探測(cè)水中的污染物，并繪制河水的3D污染圖。這種機(jī)器魚(yú)形似鯉魚(yú)，身上裝備有探測(cè)傳感器，可以發(fā)現(xiàn)水中的多種污染物，如輪船泄漏的燃油或其他化學(xué)物等。由歐盟出資250萬(wàn)英鎊進(jìn)行各種研究和設(shè)計(jì)。投放在泰晤士河中的機(jī)器魚(yú)是科學(xué)家們完全按照仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)的，體長(zhǎng)約50厘米，高15厘米，寬12厘米，這些機(jī)器魚(yú)可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)河水中的各種污染物，并利用GPS裝置將數(shù)據(jù)適時(shí)傳給研究人員。投放在泰晤士河中的所有機(jī)器魚(yú)都具備協(xié)同工作的能力，即使沒(méi)有科學(xué)家的控制，它們也能根據(jù)此前設(shè)定的程序協(xié)同合作。當(dāng)一條機(jī)器魚(yú)“嗅出”一片水域中的有害物質(zhì)時(shí)，它們就通過(guò)wifi無(wú)線連接彼此交流數(shù)據(jù)，然后向研究人員和環(huán)保部門發(fā)出警報(bào)。

工作原理：這種機(jī)器魚(yú)是科學(xué)家們根據(jù)仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)制造的，它們游動(dòng)起來(lái)酷似真正的鯉魚(yú)，身體在發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)下來(lái)回?cái)[動(dòng)，并用鰭和尾來(lái)改變它們的游動(dòng)方向，其游動(dòng)速度可望達(dá)每秒半米。此機(jī)器魚(yú)先遣隊(duì)將在18個(gè)月內(nèi)真正去水里進(jìn)行污染探測(cè)，最初會(huì)去港口監(jiān)測(cè)大型船只的泄露和排放，還可能去查一下泰晤士河的污染情況。它們將分別配備不同的傳感器來(lái)探測(cè)不同的污染物，之后科學(xué)家再用這些數(shù)據(jù)繪制實(shí)時(shí)的水污染3D圖，好讓環(huán)保部門采取最好辦法來(lái)清除這里的污染物?？茖W(xué)家表示，他們會(huì)讓這些機(jī)器魚(yú)充電一次就能在水中持續(xù)游動(dòng)24小時(shí)。

現(xiàn)有的海洋環(huán)境污染嚴(yán)重，海平面到處漂浮著垃圾，導(dǎo)致海洋生態(tài)環(huán)境破壞，而現(xiàn)在沒(méi)有可以清理海洋垃圾的仿生魚(yú)，人工清理海洋垃圾存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作效率低和清理不徹底的缺點(diǎn)，因此亟需設(shè)計(jì)一種省時(shí)省力、工作效率高和清理徹底的可清理海洋垃圾的仿生魚(yú)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(1)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明為了克服人工清理海洋垃圾費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作效率低和清理不徹底的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種省時(shí)省力、工作效率高和清理徹底的可清理海洋垃圾的仿生魚(yú)。

(2)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了這樣一種可清理海洋垃圾的仿生魚(yú)裝置，包括有連接頭、彈簧、仿魚(yú)鰭板、導(dǎo)向板、滑軌、滑塊、連接塊、第一擺動(dòng)桿、支架、連接座、仿生魚(yú)、支板、第二電機(jī)、仿魚(yú)尾板、第二圓盤、電動(dòng)推桿、漁網(wǎng)、圓環(huán)、第二擺動(dòng)桿、第三擺動(dòng)桿、第一電機(jī)和第一圓盤；仿生魚(yú)內(nèi)開(kāi)有腔體，腔體內(nèi)底部設(shè)置有支架，支架內(nèi)前側(cè)從左至右依次設(shè)置有導(dǎo)向板、滑軌和連接座，導(dǎo)向板上開(kāi)有導(dǎo)向孔，滑軌上設(shè)置有滑塊，滑塊后側(cè)設(shè)置有連接塊，連接座上設(shè)置有第一電機(jī)，第一電機(jī)頂部連接有第一圓盤，第一圓盤上偏心鉸接連接有第一擺動(dòng)桿，第一擺動(dòng)桿前端鉸接連接有第二擺動(dòng)桿，第一擺動(dòng)桿前端、第二擺動(dòng)桿前端和連接塊復(fù)合鉸接連接，第二擺動(dòng)桿后端鉸接連接有第三擺動(dòng)桿，第三擺動(dòng)桿穿過(guò)導(dǎo)向孔，第三擺動(dòng)桿左端設(shè)置有連接頭，連接頭左右前后均設(shè)置有彈簧，后方兩個(gè)彈簧之間和前方兩個(gè)彈簧之間均設(shè)置有仿魚(yú)鰭板，仿魚(yú)鰭板中部分別與仿生魚(yú)的前后壁鉸接連接，仿生魚(yú)尾部設(shè)置有支板，支板右端設(shè)置有第二電機(jī)，第二電機(jī)頂部連接有第二圓盤，第二圓盤上設(shè)置有仿魚(yú)尾板，支板前后側(cè)對(duì)稱設(shè)置有電動(dòng)推桿，電動(dòng)推桿上連接有圓環(huán)，圓環(huán)右側(cè)設(shè)置有漁網(wǎng)。

優(yōu)選地，還包括有控制器和第一距離感應(yīng)器，支板頂部設(shè)置有控制器，仿生魚(yú)頭部設(shè)置有第一距離感應(yīng)器，第一電機(jī)、第二電機(jī)、電動(dòng)推桿和第一距離感應(yīng)器均與控制器連接。

優(yōu)選地，還包括有第二距離感應(yīng)器，圓環(huán)上均設(shè)置有第二距離感應(yīng)器，第二距離感應(yīng)器與控制器連接。

優(yōu)選地，還包括有平衡重量塊，支架內(nèi)后側(cè)設(shè)置有平衡重量塊。

優(yōu)選地，第一電機(jī)和第二電機(jī)均為伺服電機(jī)。

優(yōu)選地，仿魚(yú)鰭板長(zhǎng)2m。

工作原理：當(dāng)仿生魚(yú)要清理海洋垃圾的時(shí)候，把仿生魚(yú)放到海洋里，啟動(dòng)第一電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第一圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，第一圓盤帶動(dòng)第一擺動(dòng)桿擺動(dòng)，第一擺動(dòng)桿通過(guò)連接塊和滑塊帶動(dòng)第二擺動(dòng)桿沿滑軌左右運(yùn)動(dòng)，第二擺動(dòng)桿帶動(dòng)第三擺動(dòng)桿左右運(yùn)動(dòng)，第三擺動(dòng)桿帶動(dòng)連接頭左右運(yùn)動(dòng)，連接頭帶動(dòng)仿魚(yú)鰭板左右運(yùn)動(dòng)，這時(shí)仿魚(yú)鰭板可以帶動(dòng)仿生魚(yú)向前游動(dòng)。同時(shí)啟動(dòng)第二電機(jī)順逆交替轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第二圓盤交替轉(zhuǎn)動(dòng)，第二圓盤帶動(dòng)仿魚(yú)尾板左右擺動(dòng)，這樣可以加快仿生魚(yú)的游動(dòng)，仿生魚(yú)可以更快速地尋找海洋垃圾。當(dāng)有垃圾時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)推桿伸長(zhǎng)或縮短，帶動(dòng)圓環(huán)向外或向內(nèi)移動(dòng)，這時(shí)海洋垃圾剛好可以通過(guò)圓環(huán)打撈到漁網(wǎng)內(nèi)，這樣就可以清理海洋垃圾。垃圾清理結(jié)束后，啟動(dòng)電動(dòng)推桿縮短或伸長(zhǎng)，電動(dòng)推桿帶動(dòng)圓環(huán)復(fù)位，圓環(huán)帶動(dòng)漁網(wǎng)復(fù)位后，電動(dòng)推桿停止縮短或伸長(zhǎng)。當(dāng)仿生魚(yú)要改變方向時(shí)，仿魚(yú)尾板擺動(dòng)到要轉(zhuǎn)變方向的相反方向時(shí)，第二電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由于一邊阻力會(huì)變小，另一邊阻力會(huì)變大，這樣仿生魚(yú)就可以轉(zhuǎn)變方向。轉(zhuǎn)變方向后，啟動(dòng)第二電機(jī)重新順逆交替轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣仿生魚(yú)就可以繼續(xù)游動(dòng)。仿生魚(yú)清理完海洋垃圾后回到初始位置，仿魚(yú)尾板和仿魚(yú)鰭板復(fù)位后，關(guān)閉第一電機(jī)和第二電機(jī)。

因?yàn)檫€包括有控制器和第一距離感應(yīng)器，支板頂部設(shè)置有控制器，仿生魚(yú)頭部設(shè)置有第一距離感應(yīng)器，第一電機(jī)、第二電機(jī)、電動(dòng)推桿和第一距離感應(yīng)器均與控制器連接，所以仿生魚(yú)可以感應(yīng)前方的垃圾的距離，并反饋給控制器，控制器更好地控制電動(dòng)推桿伸長(zhǎng)或縮短運(yùn)動(dòng)，這樣圓環(huán)可以更快和更精確的把海洋垃圾打撈到漁網(wǎng)內(nèi)。

因?yàn)檫€包括有第二距離感應(yīng)器，圓環(huán)上均設(shè)置有第二距離感應(yīng)器，第二距離感應(yīng)器與控制器連接，所以當(dāng)?shù)诙嚯x感應(yīng)器感應(yīng)到漁網(wǎng)內(nèi)海洋垃圾與圓環(huán)之間的距離到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，第二距離感應(yīng)器把信息反饋到控制器，控制器控制仿生魚(yú)改變方向游回初始位置，并把垃圾倒掉。

因?yàn)檫€包括有平衡重量塊，支架內(nèi)后側(cè)設(shè)置有平衡重量塊，所以仿生魚(yú)在清理海洋垃圾時(shí)可以保持平衡，可以更好的游動(dòng)，以便于清理海洋垃圾。

因?yàn)榈谝浑姍C(jī)和第二電機(jī)均為伺服電機(jī)，所以第一電機(jī)和第二電機(jī)可以更為精確地控制轉(zhuǎn)速，使運(yùn)行更平穩(wěn)。

控制器選擇廈門海為科技有限公司生產(chǎn)的海為S24S0T型PLC控制器，主機(jī)外部24VDC供電，16路輸入，8路輸出。輸入輸出端口的定義為：X0為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，X1為停止開(kāi)關(guān)，X2為第一距離感應(yīng)器，X3為第二距離感應(yīng)器；Y0為第一電機(jī)，Y1為第二電機(jī)，Y2為電動(dòng)推桿。根據(jù)圖5所示的電氣控制原理圖，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)，通過(guò)編程即可實(shí)現(xiàn)控制器控制各部件按上述工作原理進(jìn)行動(dòng)作，編程的相關(guān)指令都為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

(3)有益效果

本發(fā)明達(dá)到了省時(shí)省力、工作效率高和清理徹底的可清理的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的第一種俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的第二種俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的第三種俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的第四種俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的電氣控制原理圖。

附圖中的標(biāo)記為：1-連接頭，2-腔體，3-彈簧，4-仿魚(yú)鰭板，5-導(dǎo)向板，6-滑軌，7-滑塊，8-連接塊，9-第一擺動(dòng)桿，10-支架，11-連接座，12-仿生魚(yú)，13-支板，14-第二電機(jī)，15-仿魚(yú)尾板，16-第二圓盤，17-電動(dòng)推桿，18-漁網(wǎng)，19-圓環(huán)，20-第二擺動(dòng)桿，21-導(dǎo)向孔，22-第三擺動(dòng)桿，23-第一電機(jī)，24-第一圓盤，25-控制器，26-第一距離感應(yīng)器，27-第二距離感應(yīng)器，28-平衡重量塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種可清理海洋垃圾的仿生魚(yú)裝置，如圖1-5所示，包括有連接頭1、彈簧3、仿魚(yú)鰭板4、導(dǎo)向板5、滑軌6、滑塊7、連接塊8、第一擺動(dòng)桿9、支架10、連接座11、仿生魚(yú)12、支板13、第二電機(jī)14、仿魚(yú)尾板15、第二圓盤16、電動(dòng)推桿17、漁網(wǎng)18、圓環(huán)19、第二擺動(dòng)桿20、第三擺動(dòng)桿22、第一電機(jī)23和第一圓盤24；仿生魚(yú)12內(nèi)開(kāi)有腔體2，腔體2內(nèi)底部設(shè)置有支架10，支架10內(nèi)前側(cè)從左至右依次設(shè)置有導(dǎo)向板5、滑軌6和連接座11，導(dǎo)向板5上開(kāi)有導(dǎo)向孔21，滑軌6上設(shè)置有滑塊7，滑塊7后側(cè)設(shè)置有連接塊8，連接座11上設(shè)置有第一電機(jī)23，第一電機(jī)23頂部連接有第一圓盤24，第一圓盤24上偏心鉸接連接有第一擺動(dòng)桿9，第一擺動(dòng)桿9前端鉸接連接有第二擺動(dòng)桿20，第一擺動(dòng)桿9前端、第二擺動(dòng)桿20前端和連接塊8復(fù)合鉸接連接，第二擺動(dòng)桿20后端鉸接連接有第三擺動(dòng)桿22，第三擺動(dòng)桿22穿過(guò)導(dǎo)向孔21，第三擺動(dòng)桿22左端設(shè)置有連接頭1，連接頭1左右前后均設(shè)置有彈簧3，后方兩個(gè)彈簧3之間和前方兩個(gè)彈簧3之間均設(shè)置有仿魚(yú)鰭板4，仿魚(yú)鰭板4中部分別與仿生魚(yú)12的前后壁鉸接連接，仿生魚(yú)12尾部設(shè)置有支板13，支板13右端設(shè)置有第二電機(jī)14，第二電機(jī)14頂部連接有第二圓盤16，第二圓盤16上設(shè)置有仿魚(yú)尾板15，支板13前后側(cè)對(duì)稱設(shè)置有電動(dòng)推桿17，電動(dòng)推桿17上連接有圓環(huán)19，圓環(huán)19右側(cè)設(shè)置有漁網(wǎng)18。

還包括有控制器25和第一距離感應(yīng)器26，支板13頂部設(shè)置有控制器25，仿生魚(yú)12頭部設(shè)置有第一距離感應(yīng)器26，第一電機(jī)23、第二電機(jī)14、電動(dòng)推桿17和第一距離感應(yīng)器26均與控制器25連接。

還包括有第二距離感應(yīng)器27，圓環(huán)19上均設(shè)置有第二距離感應(yīng)器27，第二距離感應(yīng)器27與控制器25連接。

還包括有平衡重量塊28，支架10內(nèi)后側(cè)設(shè)置有平衡重量塊28。

第一電機(jī)23和第二電機(jī)14均為伺服電機(jī)。

仿魚(yú)鰭板4長(zhǎng)2m。

工作原理：當(dāng)仿生魚(yú)12要清理海洋垃圾的時(shí)候，把仿生魚(yú)12放到海洋里，啟動(dòng)第一電機(jī)23轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第一圓盤24轉(zhuǎn)動(dòng)，第一圓盤24帶動(dòng)第一擺動(dòng)桿9擺動(dòng)，第一擺動(dòng)桿9通過(guò)連接塊8和滑塊7帶動(dòng)第二擺動(dòng)桿20沿滑軌6左右運(yùn)動(dòng)，第二擺動(dòng)桿20帶動(dòng)第三擺動(dòng)桿22左右運(yùn)動(dòng)，第三擺動(dòng)桿22帶動(dòng)連接頭1左右運(yùn)動(dòng)，連接頭1帶動(dòng)仿魚(yú)鰭板4左右運(yùn)動(dòng)，這時(shí)仿魚(yú)鰭板4可以帶動(dòng)仿生魚(yú)12向前游動(dòng)。同時(shí)啟動(dòng)第二電機(jī)14順逆交替轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第二圓盤16交替轉(zhuǎn)動(dòng)，第二圓盤16帶動(dòng)仿魚(yú)尾板15左右擺動(dòng)，這樣可以加快仿生魚(yú)12的游動(dòng)，仿生魚(yú)12可以更快速地尋找海洋垃圾。當(dāng)有垃圾時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)推桿17伸長(zhǎng)或縮短，帶動(dòng)圓環(huán)19向外或向內(nèi)移動(dòng)，這時(shí)海洋垃圾剛好可以通過(guò)圓環(huán)19打撈到漁網(wǎng)18內(nèi)，這樣就可以清理海洋垃圾。垃圾清理結(jié)束后，啟動(dòng)電動(dòng)推桿17縮短或伸長(zhǎng)，電動(dòng)推桿17帶動(dòng)圓環(huán)19復(fù)位，圓環(huán)19帶動(dòng)漁網(wǎng)18復(fù)位后，電動(dòng)推桿17停止縮短或伸長(zhǎng)。當(dāng)仿生魚(yú)12要改變方向時(shí)，仿魚(yú)尾板15擺動(dòng)到要轉(zhuǎn)變方向的相反方向時(shí)，第二電機(jī)14停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由于一邊阻力會(huì)變小，另一邊阻力會(huì)變大，這樣仿生魚(yú)12就可以轉(zhuǎn)變方向。轉(zhuǎn)變方向后，啟動(dòng)第二電機(jī)14重新順逆交替轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣仿生魚(yú)12就可以繼續(xù)游動(dòng)。仿生魚(yú)12清理完海洋垃圾后回到初始位置，仿魚(yú)尾板15和仿魚(yú)鰭板4復(fù)位后，關(guān)閉第一電機(jī)23和第二電機(jī)14。

因?yàn)檫€包括有控制器25和第一距離感應(yīng)器26，支板13頂部設(shè)置有控制器25，仿生魚(yú)12頭部設(shè)置有第一距離感應(yīng)器26，第一電機(jī)23、第二電機(jī)14、電動(dòng)推桿17和第一距離感應(yīng)器26均與控制器25連接，所以仿生魚(yú)12可以感應(yīng)前方的垃圾的距離，并反饋給控制器25，控制器25更好地控制電動(dòng)推桿17伸長(zhǎng)或縮短運(yùn)動(dòng)，這樣圓環(huán)19可以更快和更精確的把海洋垃圾打撈到漁網(wǎng)18內(nèi)。

因?yàn)檫€包括有第二距離感應(yīng)器27，圓環(huán)19上均設(shè)置有第二距離感應(yīng)器27，第二距離感應(yīng)器27與控制器25連接，所以當(dāng)?shù)诙嚯x感應(yīng)器27感應(yīng)到漁網(wǎng)18內(nèi)海洋垃圾與圓環(huán)19之間的距離到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，第二距離感應(yīng)器27把信息反饋到控制器25，控制器25控制仿生魚(yú)12改變方向游回初始位置，并把垃圾倒掉。

因?yàn)檫€包括有平衡重量塊28，支架10內(nèi)后側(cè)設(shè)置有平衡重量塊28，所以仿生魚(yú)12在清理海洋垃圾時(shí)可以保持平衡，可以更好的游動(dòng)，以便于清理海洋垃圾。

因?yàn)榈谝浑姍C(jī)23和第二電機(jī)14均為伺服電機(jī)，所以第一電機(jī)23和第二電機(jī)14可以更為精確地控制轉(zhuǎn)速，使運(yùn)行更平穩(wěn)。

控制器25選擇廈門海為科技有限公司生產(chǎn)的海為S24S0T型PLC控制器25，主機(jī)外部24VDC供電，16路輸入，8路輸出。輸入輸出端口的定義為：X0為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，X1為停止開(kāi)關(guān)，X2為第一距離感應(yīng)器26，X3為第二距離感應(yīng)器27；Y0為第一電機(jī)23，Y1為第二電機(jī)14，Y2為電動(dòng)推桿17。根據(jù)圖5所示的電氣控制原理圖，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)，通過(guò)編程即可實(shí)現(xiàn)控制器25控制各部件按上述工作原理進(jìn)行動(dòng)作，編程的相關(guān)指令都為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，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)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、改進(jìn)及替代，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。