一种关节式仿生机器鱼的制作方法

本实用新型涉及机器鱼领域，尤其涉及一种关节式仿生机器鱼。

背景技术：

随着仿生学的发展，国内外越来越多的学者致力于研究仿生机器鱼，根据仿照鱼类的外形以及游动机理，制造的仿生机器鱼的功能也越来越完善，可以应用于复杂环境下的资源探测、生物研究和军事侦察等领域。

鱼类采用的是波动推进的游动方式，身体的摆动是柔性的运动，所以，仿生机器鱼的摆动关节越多，就越能模仿出鱼类的柔性摆动。但是，目前研制的仿生机器鱼大都存在结构复杂，行动不灵活且能源消耗较大的缺陷，而且仿生机器鱼与外界的连接也不及时，造成反馈结果延误，甚至会形状不可挽回的损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述缺陷，提供一种结构简单、行动灵活、通讯及时的关节式仿生机器鱼。

为了达到上述目的，采取以下的技术方案：

一种关节式仿生机器鱼，包括分别具有独立空间的鱼头、鱼身和鱼尾，所述鱼头与鱼身相连接，所述鱼尾与鱼身活动连接，其中，所述鱼尾包括第一关节和与第一关节活动连接第二关节；

所述鱼头内设有水压传感器、深度传感器、避障传感器和检测电量传感器；

所述鱼身内部包括一水箱和设置在水箱外侧并处于鱼身内部防水空间内的主控芯片、A/D转换器、通讯模块、电源模块和控制水箱启闭的开关模块以及控制水箱水位的调节模块；所述A/D转换器与水压传感器、深度传感器、避障传感器和检测电量传感器通讯连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号后传输到所述主控芯片，所述主控芯片接收数字信号后发送相应的控制指令来控制开关模块的启闭以及控制调节模块来调节水箱进行充水与放水以达到合适的水位来实现机器鱼的上升和下降；所述主控芯片通过通讯模块与上位机通讯连接，所述电源模块用于提供机器鱼的工作电压；

所述第一关节和第二关节内部均设置有一驱动马达和一与所述驱动马达相啮合的齿轮，用以通过驱动马达的转动带动齿轮的运动来实现鱼尾的摆动。

进一步的，所述鱼身的侧面设有充电口，用以给电源模块进行供电。

进一步的，所述鱼头鱼眼的位置设置有LED灯。

进一步的，所述上位机为手持终端或电脑中的一种。

本实用新型的有益效果：本实用新型的鱼头、鱼身以及鱼尾采用独立的内部空间，并在内部空间内集成了机器鱼所需的各类传感器和主控芯片以及控制模块，通过主控芯片对机器鱼的控制，简化了仿真机器鱼的结构，使得整个仿生鱼机器人的体积较小，能够完成大型仿生鱼机器人因为体积限制无法完成的工作，同时具有低能耗，增加续航及工作时间的优点；鱼尾采用第一关节和第二关节的结构以及驱动鱼尾的控制方式，能够逼真模仿鱼类的柔性摆动，并提高了仿真机器鱼的游动速度；本实用新型的主控芯片与上位机能够互相通信，从而确保了机器鱼与外界的及时通信，能够快速的与上位机进行反馈并实时进行控制。

附图说明

图1为本实用新型一种关节式仿生机器鱼的结构示意图；

图2为本实用新型一种关节式仿生机器鱼信号控制方式流程框图；

图3为本实用新型一种关节式仿生机器鱼鱼尾与鱼身结构部位的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明

如图1-3所示，一种关节式仿生机器鱼，包括分别具有独立空间的鱼头1、鱼身2和鱼尾3，所述鱼头1与鱼身2相连接，所述鱼尾3与鱼身2活动连接，其中，所述鱼尾3包括第一关节31和与第一关节31活动连接第二关节32。本实施例中，所述的活动连接为销轴连接。

所述鱼头1内设集成有水压传感器、深度传感器、避障传感器和检测电量传感器；所述鱼身2内部包括一水箱21和设置在水箱21外侧并处于鱼身2内部防水空间内的主控芯片、A/D转换器、通讯模块、电源模块和控制水箱启闭的开关模块以及控制水箱水位的调节模块；所述A/D转换器与水压传感器、深度传感器、避障传感器和检测电量传感器通讯连接并将传感器采集的模拟信号转化为数字信号后传输到所述主控芯片，所述主控芯片接收数字信号后发送相应的控制指令来控制开关模块的启闭以及控制调节模块来调节水箱进行充水与放水以达到合适的水位来实现机器鱼的上升和下降，所述电源模块，图中未示出，用于提供机器鱼的工作电压。所述鱼尾中的第一关节和第二关节内部均设置有一驱动马达4和一与所述驱动马达相啮合的齿轮5，用以通过驱动马达的转动带动齿轮的运动来实现鱼尾的摆动。所述驱动马达4与主控芯片电连接。

所述开关模块用来控制水箱21的开启或关闭，水箱21的底部具有开关阀门，开关模块控制开关阀门的启闭；所述调节模块用来调节水箱21的水位，水位的高低通过水箱的充水和防水来实现。开关模块控制水箱的开关阀门开启，调节模块不工作，此时水箱充水，机器鱼下降，开关模块控制水箱的开关阀门开启，调节模块通过控制内置于水箱的排水泵，将水箱内的水向外排出，此时，水箱放水，机器鱼上升。当充水或放水的水箱到合适位置时，水箱的开关阀门关闭，机器鱼停止下降或上升。

所述主控芯片通过通讯模块与上位机通讯连接，同时，上位机可以实时接收主控芯片传输的数据，同时上位机还可对主控芯片发送指令对其进行控制。上位机为手持终端或电脑中的一种，因此，可通过电脑对其机器鱼进行控制。

作为本实施例的进一步改进：在机器鱼鱼身的侧面设置充电口，用以给电源模块进行供电，还可在鱼头的鱼眼位置设置有LED灯。鱼头采用硬质材料制成，优选为玻璃钢。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。