一种机器鱼的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种机器鱼，具有流线型外壳，以生物鱼的形态结构分为鱼头、鱼身、鱼尾，鱼头与鱼身之间固定连接，鱼身、鱼尾之间通过驱动机构转动连接；鱼尾中密封设置有电机、鱼尾下部设置有螺旋桨，电机与控制模块之间电连接，电机的输出轴与螺旋桨的转轴固连。第一舵机为鱼尾的摆动提供动力，但是仅依靠鱼尾的摆动来作为机器鱼前进的动力，则机器鱼游动的太慢，通过设置螺旋桨，使控制模块控制螺旋桨的开启、关闭以及转速，达到快速推进的效果。
【专利说明】
一种机器鱼
技术领域
[0001]本实用新型属于机器鱼技术领域，具体涉及一种机器鱼。【背景技术】
[0002]在自然界中，鱼类进化出了卓越的游泳技巧。较普通的水下推进器而言，它具有推进效率高、机动性能好、丰富的感官等优点。基于这些优点人们过仿生机器鱼的研究也越来越多，仿生机器鱼的功能也越来越完善，仿生机器鱼的应用领域涵盖了科学、教育和娱乐等领域。
[0003]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，仿照鱼类的外形以及游动机理，制造出仿生机器鱼使之具有高效、灵活的水下巡游能力，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。基于这些优点人们过仿生机器鱼的研究也越来越多，仿生机器鱼的功能也越来越完善，仿生机器鱼的应用领域涵盖了科学、教育和娱乐等领域。
[0004]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，采用摆动推进方式，机器鱼游动较慢，如何使机器鱼能够在水中快速游动而更加具有观赏性是需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种机器鱼，解决现有技术中机器鱼游动缓慢的的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0007]—种机器鱼，包括仿生物鱼的流线型外壳，以生物鱼的形态结构分为鱼头、鱼身、 鱼尾，其中，鱼头与鱼身之间固定连接，鱼身、鱼尾之间通过驱动机构转动连接。所述鱼身内设置有控制模块、充电电池和驱动部分，充电电池与控制模块之间电连接，用于给整个仿生智能机器鱼提供电能;驱动部分包括第一舵机、第一舵机外壳，轨道、连杆、两个〇型密封圈； 第一舵机固定密封于舵机外壳中，且输出轴竖直设置，第一舵机的输出轴上自下而上依次套设对0型密封圈和连杆，连杆的另一端与鱼尾固定连接，且连杆与第一舵机的输出轴垂直;所述第一舵机外壳上固定设置有弧形的轨道，连杆的中间部位的底部设置有滚轮，且滚轮卡设在轨道中；当连杆随着第一舵机的输出轴转动时，滚轮沿轨道滚动;轨道对连杆起到支撑作用，防止第一舵机的输出轴因受到连杆的拉力产生弯矩而变形，同时通过在连杆中间部位的底部设置滚轮，减小了第一舵机的输出轴转动时连杆与轨道间的摩擦，降低了能耗。控制模块与第一舵机之间电连接。所述鱼头部设置有无线充电模块的接收端机构，无线充电模块的接收端机构与充电电池之间电连接;接收端机构包括电量检测模块、接收线圈、 无线充电接收模块和和接收端防水外壳，所述接收端防水外壳固定在鱼头的下部，接收线圈密封固定于接收端防水外壳端部，电量检测模块和无线充电接受模块密封设置于接收端防水外壳中，所述电量检测模块、接收线圈分别与无线充电接受模块之间电连接。
[0008]所述鱼尾中密封设置有电机、鱼尾下部设置有螺旋桨，电机与控制模块之间电连接，电机的输出轴与螺旋桨的转轴固连。第一舵机为鱼尾的摆动提供动力，但是仅依靠鱼尾的摆动来作为机器鱼前进的动力，则机器鱼游动的太慢，通过设置螺旋桨，使控制模块控制螺旋桨的开启、关闭以及转速，达到快速推进的效果。
[0009]进一步改进，所述鱼身内还设置有沉浮机构固定设置于控制模块的下方，且处于机器鱼长度方向的中间位置，沉浮机构包括配重滑块、丝杆、直流电机和线性位置传感器， 所述丝杆沿智能机器鱼鱼身长度方向设置，配重滑块设置在丝杆上且与丝杆螺纹连接，丝杆固定在直流电机转轴的输出端上，线性位置传感器与配重滑块连接在一起，且直流电机和线性位置传感器分别与控制模块电连接。
[0010]进一步改进，所述鱼头壳体上设置有鱼嘴、两个鱼眼；所述鱼嘴中设置有第二舵机，第二舵机的输出轴与鱼嘴的下颂固定连接，第二舵机与控制模块之间电连接，鱼嘴的上颂设置有电源总开关；
[0011]所述两个鱼眼分别包括液晶显示屏和扣设在显示屏上的半球形透镜，液晶显示屏与控制模块之间电连接。所述鱼眼除了能表现出真实鱼的效果，还能起到仿生机器鱼的状态显示功能，比如机器鱼内电池组电量低时，鱼眼显示红色。
[0012]进一步改进，所述无线充电模块包括固定设置在水中的发射端机构，发射端机构包括充电线圈、防水充电底座、定位模块、无线充电模块，防水充电底座固定设置在水下基粧上，充电线圈密封固定在防水充电底座的上端，定位模块和无线充电模块密封固定在防水充电底座的内腔中，充电线圈和定位模块分别与无线充电模块之间电连接，无线充电模块通过导线与外部电源连接。定位模块每隔一段时间发射一次自身的位置坐标，以供机器鱼接收能够返航到指定的充电地点。电量检测模块集成在无线充电的接收端当中，其能够对机器鱼的当前电量进行实时检测。当检测到的电量低于10%时，定位模块实时给机器鱼发送位置信号，则机器鱼停止作业并游向无线充电装置的发射端机构。无线充电发射模块与无线充电接收模块配套使用，利用充电线圈与接收线圈之间道的电磁感应原理对电池进行充电，当充电线圈与接收线圈耦合，其间隙在5mm之内即可以无线充电，当然两个线圈之间的间距越小充电的效率越高。分别用密封胶对发射端机构和接受端机构进行防水浇筑密封，减少了仿生智能机器鱼漏水的可能性。
[0013]进一步改进，所述第一舵机输出轴的转动角度为左45度至右45度。保证整仿生机器鱼的鱼身摆动灵活性，可以直线游动，也可以快速形成“C”字形状，便于仿生机器鱼在遇到障碍物时急速转弯。
[0014]进一步改进，所述鱼身和鱼尾之间存在2-5mm的间隙。首先，间隙的存在保证鱼尾相对于鱼身能够自由摆动，另外小间隙保证了仿生机器鱼外观上的连贯性。[〇〇15]进一步改进，所述机器鱼的流线型外壳采用3D打印技术制作，效果逼真，更具有观赏性和趣味性。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:[〇〇17]1、本实用新型所述的机器鱼，通过设置螺旋桨，使控制模块控制螺旋桨的开启、关闭以及转速，达到机器鱼能够快速推进的效果。
[0018]2、本实用新型所述的机器鱼，通过设置无线充电模块，从而替代了仿生机器鱼的传统充电模式，达到全水下作业的目的，避免了定时将仿生机器鱼打捞充电的麻烦。
[0019]3、本实用新型所述的机器鱼，通过设置第一舵机、轨道、连杆，轨道对连杆起到支撑作用，防止第一舵机的输出轴因受到连杆的拉力产生弯矩而变形，同时通过在连杆中间部位的底部设置滚轮，减小了第一舵机的输出轴转动时连杆与轨道间的摩擦，降低了能耗。
[0020]4、机器鱼的流线型外壳采用3D打印技术制作，效果逼真，更具有观赏性和趣味性。【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。[〇〇22]图1显示了本实用新型仿生智能机器鱼的正视图；[〇〇23]图2显示了本实用新型所述机器鱼的结构示意图。【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
[0025]本实用新型所述机器鱼，包括鱼头1、鱼身2、鱼尾3、螺旋桨4、控制模块5、第一舵机 6、连杆7、电机8等技术特征。
[0026]如图1、2所示，一种机器鱼，包括仿生物鱼的流线型外壳，机器鱼的流线型外壳采用3D打印技术制作，以生物鱼的形态结构分为鱼头、鱼身、鱼尾，其中，鱼头与鱼身之间固定连接，鱼身、鱼尾之间通过驱动机构转动连接，鱼身和鱼尾之间存在2-5mm的间隙。所述鱼身内设置有控制模块、充电电池和驱动部分，充电电池与控制模块之间电连接，用于给整个仿生智能机器鱼提供电能；驱动部分包括第一舵机、第一舵机外壳，轨道、连杆、两个0型密封圈；第一舵机固定密封于舵机外壳中，且输出轴竖直设置，第一舵机的输出轴上自下而上依次套设两个0型密封圈和连杆，连杆的另一端与鱼尾固定连接，且连杆与第一舵机的输出轴垂直;所述第一舵机外壳上固定设置有弧形的轨道，连杆的中间部位的底部设置有滚轮，且滚轮卡设在轨道中，第一舵机输出轴的转动角度为左45度至右45度；当连杆随着第一舵机的输出轴转动时，滚轮沿轨道滚动;轨道对连杆起到支撑作用，防止第一舵机的输出轴因受到连杆的拉力产生弯矩而变形，同时通过在连杆中间部位的底部设置滚轮，减小了第一舵机的输出轴转动时连杆与轨道间的摩擦，降低了能耗。控制模块与第一舵机之间电连接。鱼头壳体上设置有鱼嘴、两个鱼眼;所述鱼嘴中设置有第二舵机，第二舵机的输出轴与鱼嘴的下颂固定连接，第二舵机与控制模块之间电连接，鱼嘴的上颂设置有电源总开关;两个鱼眼分别包括液晶显示屏和扣设在显示屏上的半球形透镜，液晶显示屏与控制模块之间电连接。所述鱼眼除了能表现出真实鱼的效果，还能起到仿生机器鱼的状态显示功能，当机器鱼内电池组电量低时，鱼眼显示红色。鱼头部设置有无线充电模块的接收端机构，无线充电模块的接收端机构与充电电池之间电连接;接收端机构包括电量检测模块、接收线圈、无线充电接收模块和和接收端防水外壳，所述接收端防水外壳固定在鱼头的下部，接收线圈密封固定于接收端防水外壳端部，电量检测模块和无线充电接受模块密封设置于接收端防水外壳中，所述电量检测模块、接收线圈分别与无线充电接受模块之间电连接。鱼身内设置有沉浮机构固定设置于控制模块的下方，且处于机器鱼长度方向的中间位置，沉浮机构包括配重滑块、丝杆、直流电机和线性位置传感器，所述丝杆沿智能机器鱼鱼身长度方向设置，配重滑块设置在丝杆上且与丝杆螺纹连接，丝杆固定在直流电机转轴的输出端上，线性位置传感器与配重滑块连接在一起，且直流电机和线性位置传感器分别与控制模块电连接。
[0027]所述鱼尾中密封设置有电机、鱼尾下部设置有螺旋桨，电机与控制模块之间电连接，电机的输出轴与螺旋桨的转轴固连。第一舵机为鱼尾的摆动提供动力，但是仅依靠鱼尾的摆动来作为机器鱼前进的动力，则机器鱼游动的太慢，通过设置螺旋桨，使控制模块控制螺旋桨的开启、关闭以及转速，达到快速推进的效果。
[0028]所述无线充电模块包括固定设置在水中的发射端机构，发射端机构包括充电线圈、防水充电底座、定位模块、无线充电模块，防水充电底座固定设置在水下基粧上，充电线圈密封固定在防水充电底座的上端，定位模块和无线充电模块密封固定在防水充电底座的内腔中，充电线圈和定位模块分别与无线充电模块之间电连接，无线充电模块通过导线与外部电源连接。定位模块每隔一段时间发射一次自身的位置坐标，以供机器鱼接收能够返航到指定的充电地点。电量检测模块集成在无线充电的接收端当中，其能够对机器鱼的当前电量进行实时检测。当检测到的电量低于10%时，定位模块实时给机器鱼发送位置信号， 则机器鱼停止作业并游向无线充电装置的发射端机构。无线充电发射模块与无线充电接收模块配套使用，利用充电线圈与接收线圈之间道的电磁感应原理对电池进行充电，当充电线圈与接收线圈耦合，其间隙在5_之内即可以无线充电，当然两个线圈之间的间距越小充电的效率越高。分别用密封胶对发射端机构和接受端机构进行防水浇筑密封，减少了仿生智能机器鱼漏水的可能性。[〇〇29]本实用新型中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
【主权项】
1.一种机器鱼，包括仿生物鱼的流线型外壳，以生物鱼的形态结构分为鱼头、鱼身、鱼 尾，其特征在于，其中，鱼头与鱼身之间固定连接，鱼身、鱼尾之间通过驱动机构转动连接；所述鱼身内设置有控制模块、充电电池和驱动部分，充电电池与控制模块之间电连接， 用于给整个仿生智能机器鱼提供电能;驱动部分包括第一舵机、第一舵机外壳，轨道、连杆、 两个0型密封圈；第一舵机固定密封于舵机外壳中，且输出轴竖直设置，第一舵机的输出轴 上自下而上依次套设对0型密封圈和连杆，连杆的另一端与鱼尾固定连接，且连杆与第一舵 机的输出轴垂直;所述第一舵机外壳上固定设置有弧形的轨道，连杆的中间部位的底部设 置有滚轮，且滚轮卡设在轨道中；当连杆随着第一舵机的输出轴转动时，滚轮沿轨道滚动； 控制模块与第一舵机之间电连接；所述鱼头部设置有无线充电模块的接收端机构，无线充电模块的接收端机构与充电电 池之间电连接;接收端机构包括电量检测模块、接收线圈、无线充电接收模块和接收端防水 外壳，所述接收端防水外壳固定在鱼头的下部，接收线圈密封固定于接收端防水外壳端部， 电量检测模块和无线充电接受模块密封设置于接收端防水外壳中，所述电量检测模块、接 收线圈分别与无线充电接受模块之间电连接；所述鱼尾中密封设置有电机、鱼尾下部设置有螺旋桨，电机与控制模块之间电连接，电 机的输出轴与螺旋桨的转轴固连。2.根据权利要求1所述的机器鱼，其特征在于:所述鱼身内还设置有沉浮机构固定设置 于控制模块的下方，且处于机器鱼长度方向的中间位置，沉浮机构包括配重滑块、丝杆、直 流电机和线性位置传感器，所述丝杆沿智能机器鱼鱼身长度方向设置，配重滑块设置在丝 杆上且与丝杆螺纹连接，丝杆固定在直流电机转轴的输出端上，线性位置传感器与配重滑 块连接在一起，且直流电机和线性位置传感器分别与控制模块电连接。3.根据权利要求1或2所述的机器鱼，其特征在于，所述鱼头壳体上设置有鱼嘴、两个鱼 目艮;所述鱼嘴中设置有第二舵机，第二舵机的输出轴与鱼嘴的下颂固定连接，第二舵机与控 制模块之间电连接，鱼嘴的上颂设置有电源总开关；所述两个鱼眼分别包括液晶显示屏和扣设在显示屏上的半球形透镜，液晶显示屏与控 制模块之间电连接。4.根据权利要求3所述的机器鱼，其特征在于，所述无线充电模块包括固定设置在水中 的发射端机构，发射端机构包括充电线圈、防水充电底座、定位模块、无线充电模块，防水充 电底座固定设置在水下基粧上，充电线圈密封固定在防水充电底座的上端，定位模块和无 线充电模块密封固定在防水充电底座的内腔中，充电线圈和定位模块分别与无线充电模块 之间电连接，无线充电模块通过导线与外部电源连接。5.根据权利要求4中所述的机器鱼，其特征在于:所述第一舵机输出轴的转动角度为左 45度至右45度。6.根据权利要求5所述的机器鱼，其特征在于:所述鱼身和鱼尾之间存在2-5_的间隙。7.根据权利要求6所述的机器鱼，其特征在于:所述机器鱼的流线型外壳采用3D打印技 术制作。
【文档编号】B63H23/24GK205574248SQ201620092813
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年1月31日
【发明人】娄保东
【申请人】南京乐朋电子科技有限公司