本实用新型涉及仿生学技术领域，尤其涉及一种重心可调整的鱼身及仿生鱼。
背景技术：
随着机器人系统的应用从工业领域向其他领域拓展，机器人系统所面对的环境也从以往的结构化环境变为复杂、动态、对抗、非结构化的环境。新的应用环境和应用领域给机器人技术的发展带来了极大的机遇和挑战。
为了适应复杂的、动态的、非结构化环境下的应用需求，机器人研究学者从仿生学研究中寻找灵感来设计开发新型的机器人系统。自然界的生物经过长期进化形成了很多适应于复杂的、动态的、非结构化乃至敌对环境下自由运功的身体结构、机能及其控制方法。受此类生物特征的启发，许多针对不同环境下作业需求的仿生机器人系统得到了充分的研究，并进行了研制生产，例如仿生机器鱼。
鱼类在水中具有非凡的运动和控制能力，可以自由地在复杂的水下环境中游动、加速以及转弯，可以高效率、长时间地在高速度的状态下游动等等。这些非凡的游动技巧是人类现有的船舶所难以达到的，也是新型航船所希望达到的目标。鱼类特有的结构、游动机理给人们设计新型船舶提供了很好的思路。
目前，常规的水下设备(例如机动船)主要是靠螺旋桨来推进，并依靠舵叶、舵杆辅助实现转向和俯仰。在水域狭窄、空间结构复杂的水下环境中，水下设备在转向以及俯仰变向时速度损失较大、转向半径较大、机动灵活性不足。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种重心可调整的鱼身及仿生鱼，以解决现有技术的仿生鱼和船舶在动力推进和控制过程中存在的转向以及俯仰变向时速度损失较大、转向半径较大以及机动灵活性不足等问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供的一种重心可调整的鱼身，包括壳体和重心调整装置；所述壳体左右对称，所述重心调整装置设置于所述壳体的内腔，所述重心调整装置的重心位于所述壳体的对称平面上，且能够前后平移。
进一步，所述重心调整装置包括上隔板、悬挂柱、基板和配重块；所述上隔板水平设置于所述壳体的内腔，所述基板通过多个所述悬挂柱固定安装在所述上隔板的下方，所述配重块设置于所述基板上且能够前后移动。该技术方案的技术效果在于：配重块设置于基板上，并悬挂于上隔板的下侧，使得鱼身的重心下沉，有利于仿生鱼在水中潜行。而配重块能够前后移动，则实现了鱼身俯仰姿势的调整。
进一步，所述配重块通过丝杆活动设置于所述基板。该技术方案的技术效果在于：配重块通过丝杆来调节平移，具有结构稳定、传动效率高、使用寿命长的优点，并且，丝杠的活动调节没有回程间隙，精度更高。
进一步，还包括定位块；所述定位块固定设置于所述壳体的内腔，并抵接所述基板的下表面。该技术方案的技术效果在于：由于配重块和基板悬挂在鱼身壳体内的上隔板，对稳定度有较高要求，而设置了抵接基板下表面的定位块，且该定位块安装在壳体的内腔，故能够进一步固定基板，提高配重块的控制精准度。
进一步，所述壳体的横断面呈圆形或者椭圆形。该技术方案的技术效果在于：由于鱼身横截面影响了仿生鱼前行的阻力，将壳体的横断面设置为圆形或者椭圆形，能够大大减小阻力，提高仿生鱼的机动灵活性。
进一步，还包括翻盖；所述翻盖设置于所述壳体的左侧、右侧或者顶部。该技术方案的技术效果在于：壳体内腔设置有上隔板、悬挂柱、基板、配重块、电池等零件，为了方便零件的拆换和检修，故在壳体侧壁设置了翻盖，根据实际应用的要求，可在壳体的左侧、右侧或者顶部设置翻盖。
进一步，还包括密封条；所述密封条设置于所述翻盖与所述壳体之间。该技术方案的技术效果在于：同样地，由于仿生鱼在水体中运行，并且鱼身壳体内设置了上隔板、悬挂柱、基板、配重块、电池等零件，故采用密封条实现防水功能。
进一步，所述壳体的前端呈尖锐状。该技术方案的技术效果在于：鱼身位于整个仿生鱼的前端，将鱼身壳体的前端设置为尖锐状，减少了水体阻力，提高了仿生鱼的机动灵活性。
进一步，还包括一个背鳍和两个胸鳍；所述背鳍和所述胸鳍均呈平板状；所述背鳍垂直设置于所述壳体的顶侧，两个所述胸鳍分别水平设置于所述壳体的左右两侧。该技术方案的技术效果在于：背鳍和胸鳍能够保证仿生鱼在行进中的方向稳定性，避免受到水流影响而翻转或旋转。
本实用新型还提供一种仿生鱼，包括鱼尾、尾鳍以及上述的重心可调整的鱼身；所述重心可调整的鱼身、所述鱼尾和所述尾鳍依次前后连接。
本实用新型的有益效果是：
重心可调整的鱼身及仿生鱼，在壳体的对称平面上设置重心可前后移动的重心调整装置，能够实现仿生鱼的俯仰姿态调节、改变仿生鱼推进的下潜和上浮。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的重心可调整的鱼身的透视图；
图2为本实用新型实施例提供的重心可调整的鱼身内重心调整装置的结构示意图；
图3为图1中A处断面从鱼身前向后的剖视图；
图4为本实用新型实施例提供的仿生鱼的结构示意图。
附图标记：
1-壳体；2-上隔板；3-悬挂柱；
4-基板；5-配重块；6-丝杆；
7-定位块；8-翻盖；9-背鳍；
10-胸鳍；11-鱼尾；12-尾鳍。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
现有技术说明：
随着机器人系统的应用从工业领域向其他领域拓展，机器人系统所面对的环境也从以往的结构化环境变为复杂、动态、对抗、非结构化的环境。新的应用环境和应用领域给机器人技术的发展带来了极大的机遇和挑战。
为了适应复杂的、动态的、非结构化环境下的应用需求，机器人研究学者从仿生学研究中寻找灵感来设计开发新型的机器人系统。自然界的生物经过长期进化形成了很多适应于复杂的、动态的、非结构化乃至敌对环境下自由运功的身体结构、机能及其控制方法。受此类生物特征的启发，许多针对不同环境下作业需求的仿生机器人系统得到了充分的研究，并进行了研制生产，例如仿生机器鱼。
鱼类在水中具有非凡的运动和控制能力，可以自由地在复杂的水下环境中游动、加速以及转弯，可以高效率、长时间地在高速度的状态下游动等等。这些非凡的游动技巧是人类现有的船舶所难以达到的，也是新型航船所希望达到的目标。鱼类特有的结构、游动机理给人们设计新型船舶提供了很好的思路。
目前，常规的水下设备(例如机动船)主要是靠螺旋桨来推进，并依靠舵叶、舵杆辅助实现转向和俯仰。在水域狭窄、空间结构复杂的水下环境中，水下设备在转向以及俯仰变向时速度损失较大、转向半径较大、机动灵活性不足。
本实用新型具体实施例：
本实施例提供了一种重心可调整的鱼身，其中：图1为本实用新型实施例提供的重心可调整的鱼身的透视图；图2为本实用新型实施例提供的重心可调整的鱼身内重心调整装置的结构示意图；图3为图1中A处断面从鱼身前向后的剖视图。如图1所示，重心可调整的鱼身包括壳体1和重心调整装置。具体地，壳体1左右对称，重心调整装置设置于壳体1的内腔，重心调整装置的重心位于壳体1的对称平面上，且能够前后平移。在控制过程中，重心调整装置的重心前移，则鱼身的重心前移，鱼身头部下倾，在鱼尾11和尾鳍12的推动下，仿生鱼向下潜行；当重心调整装置的重心后移，则鱼身的重心后移，鱼身头部上仰，在鱼尾11和尾鳍12的推动下，仿生鱼向上浮起。
本实用新型提供的重心可调整的鱼身，能够较好地解决现有技术的仿生鱼和船舶在动力推进和控制过程中存在的转向以及俯仰变向时速度损失较大、转向半径较大以及机动灵活性不足等问题：由于重心可调整的鱼身在壳体1的对称平面上设置重心可前后移动的重心调整装置，能够实现仿生鱼的俯仰姿态调节、改变仿生鱼推进的下潜和上浮。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图2、3所示，重心调整装置包括上隔板2、悬挂柱3、基板4和配重块5。具体地，上隔板2水平设置于壳体1的内腔，基板4通过多个悬挂柱3固定安装在上隔板2的下方，配重块5设置于基板4上且能够前后移动。本实施例的重心可调整的鱼身，由于配重块5设置于基板4上，并悬挂于上隔板2的下侧，使得鱼身的重心下沉，有利于仿生鱼在水中潜行。而配重块5能够前后移动，则实现了鱼身俯仰姿势的调整。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图1、2、3所示，配重块5通过丝杆6活动设置于基板4。本实施例的重心可调整的鱼身，将配重块5设置为通过丝杆6来调节向前后平移，具有结构稳定、传动效率高、使用寿命长的优点。并且，丝杠的活动调节没有回程间隙，精度更高。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图1、2、3所示，重心可调整的鱼身还包括定位块7，定位块7固定设置于壳体1的内腔，并抵接基板4的下表面。本实施例的重心可调整的鱼身，由于配重块5和基板4悬挂在鱼身壳体1内的上隔板2，对稳定度有较高要求，而设置了抵接基板4下表面的定位块7，且该定位块7安装在壳体1的内腔，故能够进一步固定基板4，提高配重块5的控制精准度。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图3所示，壳体1的横断面呈圆形或者椭圆形。本实施例的重心可调整的鱼身，由于鱼身横截面影响了仿生鱼前行的阻力，将壳体1的横断面设置为圆形或者椭圆形，能够大大减小阻力，提高仿生鱼的机动灵活性。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图1所示，重心可调整的鱼身还设置有翻盖8。具体地，翻盖8设置于壳体1的左侧、右侧或者顶部。本实施例的重心可调整的鱼身，由于壳体1内腔设置有上隔板2、悬挂柱3、基板4、配重块5、电池等零件，为了方便零件的拆换和检修，故在壳体1侧壁设置了翻盖8，根据实际应用的要求，可在壳体1的左侧、右侧或者顶部设置翻盖8。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图1所示，重心可调整的鱼身还设置有密封条，该密封条设置于翻盖8与壳体1之间。同样地，本实施例的重心可调整的鱼身，由于仿生鱼在水体中运行，并且鱼身壳体1内设置了上隔板2、悬挂柱3、基板4、配重块5、电池等零件，故采用密封条实现防水功能。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图1所示，壳体1的前端呈尖锐状。本实施例的重心可调整的鱼身，由于鱼身壳体1位于整个仿生鱼的前端，将鱼身壳体1的前端设置为尖锐状，能够减少水体阻力，提高了仿生鱼的机动灵活性。
在上述实施例的基础上，进一步地，如图1、3所示，重心可调整的鱼身还设置有一个背鳍9和两个胸鳍10。具体地，背鳍9和胸鳍10均呈平板状；背鳍9垂直设置于壳体1的顶侧，两个胸鳍10分别水平设置于壳体1的左右两侧。本实施例的重心可调整的鱼身中，背鳍9和胸鳍10能够保证仿生鱼在行进中的方向稳定性，避免受到水流影响而翻转或旋转。
本实用新型还提供一种仿生鱼，其中：图4为本实用新型实施例提供的仿生鱼的结构示意图。如图4所示，本实施例提供的仿生鱼，包括鱼尾11、尾鳍12以及上述的重心可调整的鱼身。具体地，重心可调整的鱼身、鱼尾11和尾鳍12依次前后连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。