本技術(shù)屬于仿生機器人，具體涉及一種可浮沉的仿生魟魚機器人。

背景技術(shù)：

1、近年來，人們從豐富多彩的魚類身上獲得靈感，將它們的運動機理和行為方式運用到對水下機器人運動機理和控制的研究中，以提高水下機器人的推進效率和速度。隨著海洋開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，一般水中技術(shù)己無法適應各種綜合考察和研究并完成多種復雜條件下作業(yè)的需要，水下機器人在海洋科學考察、水下工程(?包括探礦、采礦)、打撈救助和軍事活動等許多領域顯露出廣闊的應用前景和巨大的潛在價值。

2、但是，目前的仿生機器魚在需要上浮時，是依靠其仿生魚鰭的擺動來實現(xiàn)上浮運動。而且目前的一些水下潛器，如潛水艇等，都是依靠吸、排水的原理實現(xiàn)下沉、上浮的運動。在自然界中大部分魚的浮沉運動則是依靠通過魚鰾來實現(xiàn)，魚鰾是魚身體比重的調(diào)節(jié)器官，當魚鰾體積變大，魚身體的體積也隨之增大，導致其受到的浮力變大，此時魚可以完成上浮運動；當魚鰾體積變小，魚身體的體積也隨之變小，導致其受到的浮力變小，此時魚可以完成下沉運動。因此，目前的仿生機器魚在進行浮沉運動時，其仿生效果較差；且依靠電機驅(qū)動仿生魚鰭實現(xiàn)上浮或通過泵的吸、排水實現(xiàn)浮沉運動的方法，其能耗高、噪聲大、隱蔽性差，并且對仿生機器魚結(jié)構(gòu)的緊湊性造成了一定的影響，導致其機身笨重。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種可浮沉的仿生魟魚機器人。

2、本實用新型的一種可浮沉的仿生魟魚機器人的技術(shù)方案是：

3、一種可浮沉的仿生魟魚機器人，包括本體，所述本體內(nèi)部中心設有設有沿本體長度方向延伸的中心艙，所述本體的內(nèi)部設有四個蓄水罐，其中兩個所述蓄水罐位于中心艙上半部左右兩側(cè)，另外兩個所述蓄水罐位于中心艙下半部左右兩側(cè)，上側(cè)的兩個所述蓄水罐呈八字形布置，下側(cè)的兩個所述蓄水罐呈倒八字形布置，所述中心艙左右兩側(cè)的蓄水罐對稱布置，所述蓄水罐內(nèi)設有活塞，上側(cè)的兩個所述蓄水罐內(nèi)部具有位于活塞上側(cè)的水腔和位于活塞下側(cè)的氣腔，下側(cè)的兩個所述蓄水罐內(nèi)部具有位于活塞上側(cè)的氣腔和位于活塞下側(cè)的水腔，所述本體內(nèi)設有驅(qū)動活塞上下運動的驅(qū)動機構(gòu)，所述本體內(nèi)設有氣室，所述中心艙左側(cè)的兩個蓄水罐的氣腔通過第一連接管與氣室連通，所述中心艙右側(cè)的兩個蓄水罐的氣腔通過第二連接管與氣室連通，上側(cè)的兩個所述蓄水罐的上端分別設有與水腔連通的第一水管，下側(cè)的兩個所述蓄水罐的下端分別設有與水腔連通的第二水管。

4、進一步的，所述蓄水罐包括罐體以及密封可拆卸連接在罐體一端的罐蓋，上側(cè)的兩個所述蓄水罐的罐蓋位于下端，下側(cè)的兩個所述蓄水罐的罐蓋位于上端。

5、進一步的，所述活塞包括一體成型的第一大徑段、小徑段以及第二大徑段，所述第一大徑段和第二大徑段的直徑相等，所述第一大徑段和第二大徑段的外壁均與罐體內(nèi)部滑動密封配合。

6、進一步的，所述第一連接管為三頭軟管，所述第一連接管的三個接頭分別與兩個蓄水罐的氣腔以及氣室連通，所述第二連接管為三頭軟管，所述第二連接管的三個接頭分別與兩個蓄水罐的氣腔以及氣室連通。

7、進一步的，所述驅(qū)動機構(gòu)包括第一電機以及第二電機，上側(cè)的所述蓄水罐內(nèi)活塞的驅(qū)動機構(gòu)中的第一電機位于蓄水罐下側(cè)，下側(cè)的所述蓄水罐內(nèi)活塞的驅(qū)動機構(gòu)中的第一電機位于蓄水罐上側(cè)，所述第二電機位于蓄水罐一側(cè)，所述第一電機以及第二電機的輸出軸端部分別設有纏線輪，所述第一電機以及第二電機上的纏線輪上的拉線端部分別與活塞的上側(cè)兩側(cè)連接。

8、進一步的，所述中心艙呈柱形機構(gòu)，所述中心艙內(nèi)具有用于安裝元器件的設備腔。

9、本實用新型提供了一種可浮沉的仿生魟魚機器人，相比于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果在于：

10、本實用新型的可浮沉的仿生魟魚機器人使用時，不需要下沉和上浮時，仿生魟魚機器人應當在海水所受浮力與重力保持平衡，即不考慮海草床環(huán)境中浪潮等其他影響時，在豎直方向上受力為0。當需要下沉時，可以通過中心艙的控制模塊來自由靈活的選擇某一部位的蓄水罐進行吸水，以此進行重心的調(diào)整，來選擇下潛時的姿態(tài)。同時，位于中部的第一電機啟動，通過拉線將活塞向內(nèi)部拉動，引起氣壓變化。海水通過第一水管和第二水管進入蓄水罐，為仿生魟魚機器人增加重量，實現(xiàn)下沉。當需要上浮時，可以通過中心艙的控制模塊來自由靈活的選擇某一部位的蓄水罐進行放水，以此進行重心的調(diào)整，來選擇上浮時的姿態(tài)。同時，位于端部的第二電機啟動，通過拉線將活塞向外部拉動，引起氣壓變化。蓄水罐內(nèi)的水通過第一水管和第二水管排出，為仿生魟魚機器人減少重量，實現(xiàn)上浮。本實用新型的可浮沉的仿生魟魚機器人模擬魚類魚鰾，從而達到了可靈活上浮下沉的目的。

11、本實用新型的可浮沉的仿生魟魚機器人中，當蓄水罐內(nèi)原有氣體被壓縮或膨脹，使得蓄水罐承壓巨大，極易造成崩裂。因此軟管發(fā)揮作用，開始將氣體排入中心艙或中心艙氣體向蓄水罐排入，同時由于所有蓄水罐的通氣軟管都連接于中心艙。因此，四個蓄水罐與中心艙視為連通狀態(tài)，當某一部分出現(xiàn)氣壓過大或過小時，其余蓄水罐與中心艙都會發(fā)揮氣壓代償?shù)淖饔茫勺畲蟪潭壤貌牧峡箟盒阅堋?/p>

技術(shù)特征：

1.一種可浮沉的仿生魟魚機器人，其特征在于，包括本體，所述本體內(nèi)部中心設有設有沿本體長度方向延伸的中心艙，所述本體的內(nèi)部設有四個蓄水罐，其中兩個所述蓄水罐位于中心艙上半部左右兩側(cè)，另外兩個所述蓄水罐位于中心艙下半部左右兩側(cè)，上側(cè)的兩個所述蓄水罐呈八字形布置，下側(cè)的兩個所述蓄水罐呈倒八字形布置，所述中心艙左右兩側(cè)的蓄水罐對稱布置，所述蓄水罐內(nèi)設有活塞，上側(cè)的兩個所述蓄水罐內(nèi)部具有位于活塞上側(cè)的水腔和位于活塞下側(cè)的氣腔，下側(cè)的兩個所述蓄水罐內(nèi)部具有位于活塞上側(cè)的氣腔和位于活塞下側(cè)的水腔，所述本體內(nèi)設有驅(qū)動活塞上下運動的驅(qū)動機構(gòu)，所述本體內(nèi)設有氣室，所述中心艙左側(cè)的兩個蓄水罐的氣腔通過第一連接管與氣室連通，所述中心艙右側(cè)的兩個蓄水罐的氣腔通過第二連接管與氣室連通，上側(cè)的兩個所述蓄水罐的上端分別設有與水腔連通的第一水管，下側(cè)的兩個所述蓄水罐的下端分別設有與水腔連通的第二水管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可浮沉的仿生魟魚機器人，其特征在于，所述蓄水罐包括罐體以及密封可拆卸連接在罐體一端的罐蓋，上側(cè)的兩個所述蓄水罐的罐蓋位于下端，下側(cè)的兩個所述蓄水罐的罐蓋位于上端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可浮沉的仿生魟魚機器人，其特征在于，所述活塞包括一體成型的第一大徑段、小徑段以及第二大徑段，所述第一大徑段和第二大徑段的直徑相等，所述第一大徑段和第二大徑段的外壁均與罐體內(nèi)部滑動密封配合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可浮沉的仿生魟魚機器人，其特征在于，所述第一連接管為三頭軟管，所述第一連接管的三個接頭分別與兩個蓄水罐的氣腔以及氣室連通，所述第二連接管為三頭軟管，所述第二連接管的三個接頭分別與兩個蓄水罐的氣腔以及氣室連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可浮沉的仿生魟魚機器人，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)包括第一電機以及第二電機，上側(cè)的所述蓄水罐內(nèi)活塞的驅(qū)動機構(gòu)中的第一電機位于蓄水罐下側(cè)，下側(cè)的所述蓄水罐內(nèi)活塞的驅(qū)動機構(gòu)中的第一電機位于蓄水罐上側(cè)，所述第二電機位于蓄水罐一側(cè)，所述第一電機以及第二電機的輸出軸端部分別設有纏線輪，所述第一電機以及第二電機上的纏線輪上的拉線端部分別與活塞的上側(cè)兩側(cè)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可浮沉的仿生魟魚機器人，其特征在于，所述中心艙呈柱形機構(gòu)，所述中心艙內(nèi)具有用于安裝元器件的設備腔。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種可浮沉的仿生魟魚機器人。該可浮沉的仿生魟魚機器人包括本體，本體內(nèi)部中心設有設有沿本體長度方向延伸的中心艙，本體的內(nèi)部設有四個蓄水罐，其中兩個蓄水罐位于中心艙上半部左右兩側(cè)，另外兩個蓄水罐位于中心艙下半部左右兩側(cè)，上側(cè)的兩個蓄水罐呈八字形布置，下側(cè)的兩個蓄水罐呈倒八字形布置，中心艙左右兩側(cè)的蓄水罐對稱布置，蓄水罐內(nèi)設有活塞，上側(cè)的兩個蓄水罐內(nèi)部具有位于活塞上側(cè)的水腔和位于活塞下側(cè)的氣腔，下側(cè)的兩個蓄水罐內(nèi)部具有位于活塞上側(cè)的氣腔和位于活塞下側(cè)的水腔，本體內(nèi)設有驅(qū)動活塞上下運動的。本技術(shù)的可浮沉的仿生魟魚機器人模擬魚類魚鰾，從而達到了可靈活上浮下沉的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：高建設,李子軒,王振杰,龔炳旭,陳聰,趙羽辰
受保護的技術(shù)使用者：鄭州大學
技術(shù)研發(fā)日：20240524
技術(shù)公布日：2024/12/23