本實用新型涉及機器魚領(lǐng)域，尤其涉及一種關(guān)節(jié)式仿生機器魚。

背景技術(shù)：

隨著仿生學(xué)的發(fā)展，國內(nèi)外越來越多的學(xué)者致力于研究仿生機器魚，根據(jù)仿照魚類的外形以及游動機理，制造的仿生機器魚的功能也越來越完善，可以應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境下的資源探測、生物研究和軍事偵察等領(lǐng)域。

魚類采用的是波動推進的游動方式，身體的擺動是柔性的運動，所以，仿生機器魚的擺動關(guān)節(jié)越多，就越能模仿出魚類的柔性擺動。但是，目前研制的仿生機器魚大都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，行動不靈活且能源消耗較大的缺陷，而且仿生機器魚與外界的連接也不及時，造成反饋結(jié)果延誤，甚至?xí)螤畈豢赏旎氐膿p失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于，針對上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、行動靈活、通訊及時的關(guān)節(jié)式仿生機器魚。

為了達到上述目的，采取以下的技術(shù)方案：

一種關(guān)節(jié)式仿生機器魚，包括分別具有獨立空間的魚頭、魚身和魚尾，所述魚頭與魚身相連接，所述魚尾與魚身活動連接，其中，所述魚尾包括第一關(guān)節(jié)和與第一關(guān)節(jié)活動連接第二關(guān)節(jié)；

所述魚頭內(nèi)設(shè)有水壓傳感器、深度傳感器、避障傳感器和檢測電量傳感器；

所述魚身內(nèi)部包括一水箱和設(shè)置在水箱外側(cè)并處于魚身內(nèi)部防水空間內(nèi)的主控芯片、A/D轉(zhuǎn)換器、通訊模塊、電源模塊和控制水箱啟閉的開關(guān)模塊以及控制水箱水位的調(diào)節(jié)模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換器與水壓傳感器、深度傳感器、避障傳感器和檢測電量傳感器通訊連接并將傳感器采集的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳輸?shù)剿鲋骺匦酒鲋骺匦酒邮諗?shù)字信號后發(fā)送相應(yīng)的控制指令來控制開關(guān)模塊的啟閉以及控制調(diào)節(jié)模塊來調(diào)節(jié)水箱進行充水與放水以達到合適的水位來實現(xiàn)機器魚的上升和下降；所述主控芯片通過通訊模塊與上位機通訊連接，所述電源模塊用于提供機器魚的工作電壓；

所述第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)內(nèi)部均設(shè)置有一驅(qū)動馬達和一與所述驅(qū)動馬達相嚙合的齒輪，用以通過驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)動帶動齒輪的運動來實現(xiàn)魚尾的擺動。

進一步的，所述魚身的側(cè)面設(shè)有充電口，用以給電源模塊進行供電。

進一步的，所述魚頭魚眼的位置設(shè)置有LED燈。

進一步的，所述上位機為手持終端或電腦中的一種。

本實用新型的有益效果：本實用新型的魚頭、魚身以及魚尾采用獨立的內(nèi)部空間，并在內(nèi)部空間內(nèi)集成了機器魚所需的各類傳感器和主控芯片以及控制模塊，通過主控芯片對機器魚的控制，簡化了仿真機器魚的結(jié)構(gòu)，使得整個仿生魚機器人的體積較小，能夠完成大型仿生魚機器人因為體積限制無法完成的工作，同時具有低能耗，增加續(xù)航及工作時間的優(yōu)點；魚尾采用第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動魚尾的控制方式，能夠逼真模仿魚類的柔性擺動，并提高了仿真機器魚的游動速度；本實用新型的主控芯片與上位機能夠互相通信，從而確保了機器魚與外界的及時通信，能夠快速的與上位機進行反饋并實時進行控制。

附圖說明

圖1為本實用新型一種關(guān)節(jié)式仿生機器魚的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一種關(guān)節(jié)式仿生機器魚信號控制方式流程框圖；

圖3為本實用新型一種關(guān)節(jié)式仿生機器魚魚尾與魚身結(jié)構(gòu)部位的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的詳細說明

如圖1-3所示，一種關(guān)節(jié)式仿生機器魚，包括分別具有獨立空間的魚頭1、魚身2和魚尾3，所述魚頭1與魚身2相連接，所述魚尾3與魚身2活動連接，其中，所述魚尾3包括第一關(guān)節(jié)31和與第一關(guān)節(jié)31活動連接第二關(guān)節(jié)32。本實施例中，所述的活動連接為銷軸連接。

所述魚頭1內(nèi)設(shè)集成有水壓傳感器、深度傳感器、避障傳感器和檢測電量傳感器；所述魚身2內(nèi)部包括一水箱21和設(shè)置在水箱21外側(cè)并處于魚身2內(nèi)部防水空間內(nèi)的主控芯片、A/D轉(zhuǎn)換器、通訊模塊、電源模塊和控制水箱啟閉的開關(guān)模塊以及控制水箱水位的調(diào)節(jié)模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換器與水壓傳感器、深度傳感器、避障傳感器和檢測電量傳感器通訊連接并將傳感器采集的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳輸?shù)剿鲋骺匦酒?，所述主控芯片接收?shù)字信號后發(fā)送相應(yīng)的控制指令來控制開關(guān)模塊的啟閉以及控制調(diào)節(jié)模塊來調(diào)節(jié)水箱進行充水與放水以達到合適的水位來實現(xiàn)機器魚的上升和下降，所述電源模塊，圖中未示出，用于提供機器魚的工作電壓。所述魚尾中的第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)內(nèi)部均設(shè)置有一驅(qū)動馬達4和一與所述驅(qū)動馬達相嚙合的齒輪5，用以通過驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)動帶動齒輪的運動來實現(xiàn)魚尾的擺動。所述驅(qū)動馬達4與主控芯片電連接。

所述開關(guān)模塊用來控制水箱21的開啟或關(guān)閉，水箱21的底部具有開關(guān)閥門，開關(guān)模塊控制開關(guān)閥門的啟閉；所述調(diào)節(jié)模塊用來調(diào)節(jié)水箱21的水位，水位的高低通過水箱的充水和防水來實現(xiàn)。開關(guān)模塊控制水箱的開關(guān)閥門開啟，調(diào)節(jié)模塊不工作，此時水箱充水，機器魚下降，開關(guān)模塊控制水箱的開關(guān)閥門開啟，調(diào)節(jié)模塊通過控制內(nèi)置于水箱的排水泵，將水箱內(nèi)的水向外排出，此時，水箱放水，機器魚上升。當(dāng)充水或放水的水箱到合適位置時，水箱的開關(guān)閥門關(guān)閉，機器魚停止下降或上升。

所述主控芯片通過通訊模塊與上位機通訊連接，同時，上位機可以實時接收主控芯片傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，同時上位機還可對主控芯片發(fā)送指令對其進行控制。上位機為手持終端或電腦中的一種，因此，可通過電腦對其機器魚進行控制。

作為本實施例的進一步改進：在機器魚魚身的側(cè)面設(shè)置充電口，用以給電源模塊進行供電，還可在魚頭的魚眼位置設(shè)置有LED燈。魚頭采用硬質(zhì)材料制成，優(yōu)選為玻璃鋼。

在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認為是說明性的而非限制性的。