仿生機器魚及魚嘴張合控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種仿生機器魚，包括上頜、下頜、張合機構及控制系統，上頜通過張合機構與下頜連接，并且張合機構用于驅動下頜相對于上頜做張合運動，控制系統包括與張合機構電性連接的微處理器及與微處理器連接的無線信號接收器，無線信號接收器用于接收無線遙控信號并將無線遙控信號傳送至微處理器，微處理器根據無線遙控信號判斷無線遙控信號所代表的運動模式，當微處理器判斷出無線遙控信號代表的運動模式為魚嘴張合運動時，微處理器控制張合機構驅動下頜相對于上頜進行張合運動。本發明的仿生機器魚，其魚嘴張合通過張合機構控制，結構簡單，且具有逼真的仿生效果。本發明還提供一種仿生機器魚的魚嘴張合控制方法。
【專利說明】
仿生機器魚及魚嘴張合控制方法
技術領域
[0001]本發明屬于仿生機器人技術領域，具體涉及一種仿生機器魚及魚嘴張合控制方法。【背景技術】
[0002]20世紀90年代以前對于魚類仿生學的研究主要集中于理論方面，隨著魚類推進機理研究的深入，機器人技術、仿生學、電子技術、材料科學和控制技術的新發展，模擬魚類游動機理的新型水下機器人一一仿生機器魚受到了國內外的廣泛關注。美國麻繩理工學院根據提出的魚尾推進的“射流推進理論”，研制出長1.2米的仿生金槍魚和長0.8米的仿生梭魚。美國東北大學海洋科學中心利用形狀記憶合金和連桿機構開發了波動推進的機器鰻魚。美國新墨西哥大學利用高分子電解質離子交換膜IEM，鍍在仿生機器魚魚鰭的金屬薄片上，通過外加電場實現人造肌運動，產生類似鰻魚的游動方法。英國Essex大學設計了具有三維運動能力的機器魚。日本東京大學研制了兩關節推進的機器海豚。Kato等研究了對魚鰭推進機構的控制并開發了機器魚樣機黑鱸。日本名古屋大學研制出形狀記憶合金驅動微型身體波動式水下推進器和壓電陶瓷驅動的雙鰭魚型微型機器人。在國內，哈爾濱工程工程大學開展了仿生機器張宇的研究工作。北京航空航天大學機器人研究所研制了機器鰻魚、機器海豚以及采用扁平寬大的斧形水動力外型的SPC系列仿生機器魚。中科院沈陽自動化研究所研制了兩關節的仿生機器魚模型。北京大學力學與工程科學系研制了仿生海豚樣機。中科院北京自動化研究所研發出微小型機器魚、多傳感器仿生機器魚等。
[0003]然而，目前國內外仿生機器魚的魚頭中的魚嘴張合結構與張合方法復雜，制造成本高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種用于解決上述技術問題的仿生機器魚。
[0005]本發明實施例提供一種仿生機器魚，包括上頌、下頌、張合機構及控制系統，所述上頌通過所述張合機構與所述下頌連接，并且所述張合機構用于所述驅動下頌相對于所述上頌做張合運動，所述控制系統包括與張合機構電性連接的微處理器及與所述微處理器連接的無線信號接收器，所述無線信號接收器用于接收無線遙控信號并將無線遙控信號傳送至所述微處理器，所述微處理器根據無線遙控信號判斷無線遙控信號所代表的運動模式， 當所述微處理器判斷出無線遙控信號代表的運動模式為魚嘴張合運動時，所述微處理器控制所述張合機構驅動所述下頌相對于所述上頌進行張合運動。
[0006]進一步地，所述張合機構包括張合電機、第一齒輪及第二齒輪，張合電機與上頌固接，第一齒輪與張合電機的轉軸連接，第二齒輪與第一齒輪嚙合，并且第二齒輪與下頌固接且與上頌連接。
[0007]進一步地，所述張合機構包括固定架，所述固定架設置在所述上頌與下頌之間并與上頌固接，所述固定架包括第一固定板，張合電機設置在固定架上，并且張合電機的轉軸穿出第一固定板后與第一齒輪連接，第一固定板上設有樞軸，第二齒輪通過樞軸與第一固定板樞轉的連接。
[0008]進一步地，樞軸與第二齒輪的圓心鉸接。
[0009]進一步地，所述張合機構還包括固接板，固接板與下頌固接，固接板與第二齒輪固接，固接板與樞軸鉸接。
[0010]進一步地，第一固定板還設置有限位軸，限位軸位于第二齒輪與樞軸的下方或后下方，以在下頌向下轉動時，限位軸與固接板抵靠。
[0011]進一步地，固定架還包括第二固定板，第一固定板與第二固定板連接，第二固定板與上頌固接，并且張合電機的主體固定在第二固定板上。
[0012]進一步地，固定架還包括第三固定板，第三固定板與第二固定板及第一固定板連接，第三固定板的內側面上設有與樞軸連接的防脫片。
[0013]進一步地，第二齒輪的直徑大于第一齒輪的直徑。
[0014]本發明還提供一種上述的仿生機器魚的魚嘴張合控制方法，包括以下步驟::
[0015]接收無線遙控信號；
[0016]判斷無線遙控信號所代表的運動模式；[〇〇17]以及
[0018]當判斷出無線遙控信號所代表的運動模式為魚嘴張合運動時，進行魚嘴張合運動。
[0019]由于上述技術方案的應用，本發明具有以下有益效果:
[0020]本發明的仿生機器魚及魚嘴張合控制方法中的魚嘴張合通過張合機構控制，結構簡單，張合機構的作動是通過無線信號接收器接受外部的命令信號后傳送至微處理器，微處理器僅需要對外部信號進行判斷，在判斷出外部的信號為魚嘴張合信號時，即控制張合機構作動，控制方法簡單，且具有逼真的仿生效果。【附圖說明】
[0021]圖1為本發明較佳實施例所提供仿生機器魚的立體結構示意圖。[〇〇22]圖2為圖1的平面結構示意圖。[0〇23]圖3為圖1中的魚頭的分解不意圖。[〇〇24]圖4為圖1中的魚頭的剖視示意圖。
[0025]圖5為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀干前部與魚頸的分解示意圖。
[0026]圖6為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀干后與魚尾部的分解示意圖。
[0027]圖7為圖1中的魚身擺動裝置的示意圖。
[0028]圖8-10為圖1中的魚身擺動裝置驅動魚身的軀干骨架擺動的示意圖。[〇〇29]圖11為圖1中的鰭部的示意圖。
[0030]圖12為圖11中的柔性關節的示意圖。[〇〇31]圖13為圖11中的電機盒的示意圖。
[0032]圖14為本發明仿生機器魚的上浮下潛機構的示意圖。
[0033]圖15為本發明仿生機器魚的控制系統的示意圖。【具體實施方式】
[0034]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0035]本發明較佳實施例提供的仿生機器魚可以逼真的模擬出魚類的頭部上浮與下潛， 同時還可以逼真地模擬出魚類的嘴部張合。
[0036]請結合參照圖1、圖2、圖14與圖15,本發明的仿生機器魚，包括魚頭1、魚身3、上浮下潛機構6及控制系統7。首先為了便于對該機器仿生機器魚進行描述，首先建立指教坐標系，定義X、Y、Z方向分別為第一方向、第二方向及第三方向，第一方向水平方向并且為魚前行方向，第二方向為水平方向其與第一方向垂直，第三方向為豎直，魚沿著第三方向上升與下潛。
[0037]具體地請參照圖3與圖4,在本實施例中，所述魚頭1包括上頌11、下頌12及張合機構13,上頌11通過張合機構13與下頌12連接，并且張合機構13用于驅動下頌12相對于上頌 11進行張合運動，以呈現該仿生機器魚中嘴巴部位的張開及閉合。在本實施例中，所述張合機構13設置在上頌11與下頌12靠近魚身3的一端，以便于仿生機器魚的嘴巴部位的張開及閉合。
[0038]在本實施例中，所述張合機構13包括張合電機14、第一齒輪15及第二齒輪16,張合電機14與上頌11固接，第一齒輪15與張合電機14的轉軸連接，第二齒輪16與第一齒輪15嚙合，并且第二齒輪16與下頌12固接且與上頌11鉸接。這樣該張合機構13在工作時，張合電機 14通過第一齒輪15帶動第二齒輪16繞第二齒輪16與上頌11的鉸接點進行轉動，使得第二齒輪16帶動下頌12進行繞第二齒輪16與上頌11的鉸接點進行轉動，進而實現了該下頌12相對于上頌11進行張合運動。需要說明的是，第一齒輪15為圓形齒輪，第二齒輪16為扇形齒輪。
[0039]具體地，當張合電機14順時針驅動第一齒輪15轉動時，所述第二齒輪16在第一齒輪15的傳動下做逆時針轉動，第二齒輪16帶動下頌12做相對于上頌11張開的運動;反之，第二齒輪16帶動下頌12做相對于上頌11閉合的運動。進一步地，第二齒輪16位于第一齒輪15 的后方，以便于逼真地模擬出魚類的嘴部張合，需要說明的是，第二齒輪16位于第一齒輪15 的后方指的是，相對于第一齒輪15而言，第二齒輪16更靠近魚身。優選地，第二齒輪16的直徑大于第一齒輪15的直徑，以便于控制魚嘴的張合度。在本實施例中，樞軸171與第二齒輪 16的圓心鉸接，并且第二齒輪16的圓心相對于第二齒輪16的齒部更靠近魚身3,以保證逼真地模擬出魚類的嘴部張合的同時實現魚嘴的快速張合。
[0040]在本實施例中，所述張合機構13還包括固定架17,所述固定架17設置在所述上頌 11與下頌12之間并與上頌11固接，所述固定架17包括縱向設置的第一固定板170,在水平方向上，第一固定板170沿著第一方向延伸，張合電機14設置在固定架17上，并且張合電機14 的轉軸垂直穿出第一固定板170后與第一齒輪15連接。第一固定板170上設有樞軸171，第二齒輪16通過樞軸171與第一固定板170樞轉的連接，使得第二齒輪16與下頌12固接且與上頌 11鉸接，以此保證上頌11通過張合機構13與下頌12鉸接的同時，張合機構13還可以驅動下頌12與上頌11進行張合運動。
[0041]在本實施例中，固定架17還包括橫向設置的第二固定板172,第一固定板170與第二固定板172垂直連接，第二固定板172通過螺釘等固定件與上頌11固接，并且張合電機14 的主體固定在第二固定板172上，即張合電機14通過第二固定板172與上頌11固接。設置第二固定板172可以保證固定架17能夠通過螺釘等固定件與上頌11緊固在一起，增強仿生機器魚的結構強度。[〇〇42]在本實施例中，固定架17還包括縱向設置第三固定板173,第三固定板173與第二固定板172及第一固定板170均垂直連接，第三固定板173的內側面上設有與樞軸171連接的防脫片174,以保護第二齒輪16不會從樞軸171上脫離。
[0043]在本實施例中，所述張合機構13還包括固接板18，固接板18與下頌12固接，固接板 18與第二齒輪16固接，即第二齒輪16通過固接板18與下頌12固接。其中，所述固接板18與第二齒輪16之間可以通過鉚釘、點焊、釬焊的方式進行連接固定。進一步地，固接板18呈舌頭狀，以保證逼真模擬魚類的頭部。進一步地，固接板18與樞軸171鉸接，以增強仿生機器魚的結構強度同時便于下頌12相對于上頌11做張合運動。
[0044]在本實施例中，第一固定板170還設置有限位軸175,限位軸175位于第二齒輪16與樞軸171的下方或后下方，以在下頌12向下轉動時，限位軸175與固接板18抵靠，限定下頌12 的最大轉動幅度，即限定魚嘴的最大張開度。在本實施例中，限位軸175位于第二齒輪16與樞軸171的后下方。
[0045]請繼續結合參照圖3和圖4,在本實施例中，所述上頌11上對稱地開設有兩個魚眼安裝孔110,并在每個魚眼安裝孔110上分別設置一個魚眼19,為了呈現該仿生機器魚模擬魚類中魚眼轉動的觀賞效果，本實施例的魚頭還包括設置于上頌11與下頌12之間用于驅動魚眼19在上頌11的魚眼安裝孔110里進行轉動的眼部驅動機構2。在本實施例中，所述眼部驅動機構2可以驅動魚眼19在上頌11的魚眼安裝孔110里進行同步轉動。
[0046]具體地，所述眼部驅動機構2包括眼部驅動電機21，曲柄搖桿機構22和平行四邊形機構23,所述眼部驅動電機21裝配在上頌11上，具體地，眼部驅動電機21安裝在第二固定板 172上，換句話說，也就是眼部驅動電機21通過第二固定板172裝配在上頌11上。眼部驅動電機21通過曲柄搖桿機構22與平行四邊形機構23連接，平行四邊形機構23與魚眼19連接，眼部驅動電機21通過曲柄搖桿機構22帶動平行四邊形機構23轉動進而驅動魚眼19在上頌11 的魚眼安裝孔110內進行轉動。
[0047]其中，所述曲柄搖桿機構22包括套設在眼部驅動電機21的轉軸部上的眼部轉盤 220,以鉸接方式固定在眼部轉盤220盤面上的眼部曲柄221，其中所述眼部曲柄221的另一端自眼部轉盤220向外延伸，并與平行四邊形機構23進行鉸接連接，以驅動平行四邊形機構 23進行轉動作業。亦即，眼部驅動電機21在工作時，可以通過該曲柄搖桿機構22來驅動平行四邊形機構23進行轉動作業。
[0048]所述平行四邊形機構23包括與曲柄搖桿機構22中的眼部曲柄221進行鉸接連接的第一連桿230、以鉸接方式連接在第一連桿230兩側端部的第二連桿231，及將魚眼19分別裝配在上頌11中魚眼安裝孔110上的兩個魚眼托盤232,以及分別用于連接魚眼托盤232與第二連桿231的兩根豎桿233。其中，第一連桿230與第二連桿231均水平設置，并且第一連桿 230長度延伸方向與兩個魚眼19連線方向平行，第二連桿231相對于第一連桿230垂直。進一步地，所述豎桿233的一端固定在第二連桿231遠離第一連桿230的一側端部，另一端以垂直的方式固定在魚眼托盤232上，這樣該魚眼托盤232在使用可隨第二連桿231做相對于第一連桿230的轉動，進而驅動對應固定在魚眼托盤232上的魚眼19進行轉動作業。在本實施例中，所述魚眼19與魚眼托盤232之間是通過連接銷26進行固定連接，具體地，所述魚眼19上開設有第一銷孔190,所述魚眼托盤232上開設有第二銷孔235,所述連接銷26的兩端分別插設在魚眼19的第一銷孔190與魚眼托盤232的第二銷孔235并固定連接。可以理解的是，本發明的仿生機器魚其魚眼通過眼部驅動機構2驅動曲柄搖桿機構22帶平行四邊形機構23轉動繼而帶動魚眼19轉動，具有逼真的魚眼仿生效果且結構簡單。
[0049]請結合參照圖1、圖2、圖5與圖6,在本實施例中，魚身3包括軀干骨架30及與軀干骨架30連接的尾部骨架40。[〇〇5〇]軀干骨架30包括多個彼此鉸接在一起以形成軀干骨架30的軀干關節31。軀干關節 31呈U形，包括呈片狀且橫向設置的第一部310,位于第一部310下方且呈片狀的第二部311， 以及兩端分別與第一部310及第二部311垂直連接的連接部312。其中，相鄰的兩個軀干關節 31的兩個第一部310上下疊置且通過豎向設置的銷軸鉸接，相鄰的兩個軀干關節31的兩個第二部311上下疊置且通過豎向設置的銷軸鉸接。
[0051]具體地，在本實施例中，連接部312在鄰近第一部310的端部開設有過口 313,相鄰兩個軀干關節31的其中一個軀干關節31中的第一部310插入另一軀干關節31的連接部312 上的過口 313內且兩個第一部310相抵靠并通過豎向設置的銷軸鉸接，兩個相鄰的軀干關節 31的兩個第二部311上下分布并相互接觸且通過豎向設置的銷軸鉸接，這樣就實現了兩個軀干關節31之間的鉸接連接，并且兩個軀干關節31以它們之間的銷軸為轉軸左右擺動。 [〇〇52]在本實施例中，魚身3還包括與魚頭1固接且與軀干骨架30的位于最前部的軀干關節31鉸接的魚頸骨架32。具體地，魚頸骨架32呈U形，包括橫向設置的第一安裝板320、位于第一安裝板320下方的第二安裝板321及兩端分別與第一安裝板320與第二安裝板321垂直連接固定片322。具體地，在本實施例中，固定片322與魚頭1固定連接。在本實施例，固定片 322例如通過螺釘銷釘等與第三固定板173固定連接，從而使得魚身3與魚頭1連接。其中，魚頸骨架32用于安裝控制魚頭上升與下潛的儲排水罐見下詳述。[〇〇53]在本實施例中，第一安裝板320與第二安裝板321的自由端均分別延伸出一鉸接片 323,第一安裝板320的鉸接片323插入位于前端的軀干關節31的過口 313內并與第一部310 抵靠并通過豎向設置的銷軸鉸接，第二安裝板321上的鉸接片323與第二部311抵靠并且通過銷軸鉸接，進而實現了軀干關節31與魚頸骨架32之間的樞轉連接，軀干骨架30相對于魚頸骨架32以它們之間的銷軸為轉軸左右擺。[〇〇54]在本實施例中，尾部骨架40與軀干骨架30樞轉連接，包括多個彼此鉸接在一起以形成魚尾部的尾部關節41，尾部關節41包括橫向設置的第一連接片410,位于第一連接片 410下方的第二連接片412,以及兩端分別與第一連接片410及第二連接片412的第三連接片 413。所述第三連接片413在鄰近第一連接片410的端部開設有穿口 414。相鄰兩個尾部關節 41的其中一個尾部關節41中的第一連接片410插入另一尾部關節41的第三連接片413上的穿口 414內且兩個第一連接片410相抵靠并通過豎向設置的銷軸鉸接，兩個相鄰尾部關節41 的兩個第二連接片412上下分布并相互接觸且通過豎向設置的銷軸鉸接，這樣就實現了兩個尾部關節41之間的鉸接連接，并且兩個尾部關節41以它們之間的銷軸為轉軸左右擺。 [〇〇55]尾部骨架40中的位于最前端的尾部關節41與軀干骨架30的軀干關節31鉸接。可以理解的是，尾部骨架40的尾部關節41與軀干骨架30的軀干關節31的結構基本相同，只是魚的尾部與軀干部大小不同，因此為了逼真模擬出魚類的形態，尾部關節41的尺寸比軀干關節31的尺寸小，進一步地，與軀干關節31鉸接的尾部關節41為過渡關節，作為過渡關節的尾部關節41的第二連接片412傾斜向下延伸形成有斜向連接片415及自該斜向連接片415的自由端延伸出且與軀干關節31的第二部311的底端鉸接的橫向連接片416,以在尾部骨架40與軀干骨架30連接時，實現兩個骨架尺寸差之間的變化，進而逼真模仿出魚類的形態。
[0056]請集合參照圖1、圖2與圖7,在本實施例中，魚身3還包括魚身擺動裝置33。魚身擺動裝置33分成用于驅動尾部骨架40擺動的尾部擺動裝置及用于驅動軀干骨架30擺動的軀干擺動裝置。每個魚身擺動裝置33包括魚身擺動電機34、繞線輪35及纏繞在繞線輪35上的拉繩36其中所述繞線輪35套設在魚身擺動電機34的轉軸部上，所述拉繩36的兩端自繞線輪 35向外伸出。軀干擺動裝置的魚身擺動電機34安裝在軀干骨架30的軀干關節31內并具體位于第一部310與第二部311之間，驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36的兩端沿著多個軀干關節31的排布方向同時向前或向后延伸并依次穿設多個軀干關節31后與位于最前端或最后端的軀干關節31固定。這樣該魚身擺動電機34在工作時，魚身擺動電機34驅動繞線輪35進行轉動，并拉動纏繞在繞線輪35上的拉繩36使其兩端做相應的卷收與放松運動，進而實現了該魚身擺動電機34驅動軀干骨架30進行左右擺動，從而模仿出魚類軀干擺動的動作。[〇〇57]在本實施例中，軀干骨架30上設置有用于裝載控制系統7的電控盒301，電控盒301 將軀干骨架30分成前部軀干骨架與后部軀干骨架，前部軀干骨架的位于后端的軀干關節31 的第一部310與第二部311的自由端朝向電控盒301且與電控盒301例如通過螺釘固定連接， 后部軀干骨架的位于前端的軀干關節31的第一部310與第二部311的自由端朝向電控盒301 設置且與電控盒301例如通過螺釘固定連接。軀干擺動裝置的數量為兩個，該軀干擺動裝置的魚身擺動電機34分別設置在前部軀干骨架與后部軀干骨架的軀干關節31內，以驅動前部軀干骨架與后部軀干骨架，以更形象的模擬出魚類軀干擺動的動作。需要說明的是，設置在前部軀干骨架上的魚身擺動電機34對應的拉繩36,其兩端沿著多個軀干關節31的排布方向同時向前延伸并依次穿設多個軀干關節31后與位于最前端的軀干關節31固定;設置在后部軀干骨架上的魚身擺動電機34對應的拉繩36,其兩端沿著多個軀干關節31的排布方向同時向后延伸并依次穿設多個軀干關節31后與位于后端額軀干關節31固定。[〇〇58]如圖8到圖10所示，驅動前部軀干骨架擺動的魚身擺動電機34在作動時，帶著與該魚身擺動電機34對應的繞線輪35繞線時，繞線輪35在繞線時只是將位于繞線輪35—側的拉繩36纏繞在繞線輪35上，使該側的拉繩36被卷收，例如魚身擺動電機34驅動繞線輪35順時針轉時，繞線輪35右側的拉繩36被卷收在繞線輪35上，繞線輪35右側的拉繩36的變短，前部軀干骨架向右擺動，反之前部軀干骨架則向左擺動，后部軀干骨架的擺動原理與上述相同， 在此不再贅述。前部軀干骨架與后部軀干骨架的擺動，可以使仿生機器魚轉彎，并且該仿生效果逼真。
[0059]在本實施例中，連接部312的頂部對稱地開設有兩個穿孔313,該兩個穿孔313供驅動軀干骨架擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36穿過。驅動軀干骨架擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36被拉緊時，可以通過對應的穿孔313將力作用在軀干關節31上使得軀干關節31擺動。在本實施例中，連接部312包括三角狀的第一連接板體及自第一連接板體的底端垂直延伸出的第二連接板體，如此設置連接部312可以合理利用空間，避免元件之間的相互干涉，以及減輕魚身的整體重量。更進一步地，在本實施例中，過口 313開設在第一連接板體上。
[0060]尾部擺動裝置中的魚身擺動電機34安裝在軀干骨架30的位于最后端的軀干關節 31內，具體安裝在軀干骨架30的位于最后端的軀干關節31的第一部310與第二部311之間， 驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36的兩端沿著多個尾部關節41的排布方向同時向后延伸并依次穿設多個尾部關節41后與最后一個尾部關節41固定。軀干骨架 30的位于最后端的軀干關節31指的是軀干骨架30的與尾部骨架40連接的那個關節。尾部擺動裝置的魚身擺動電機34在工作時，驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34驅動該魚身擺動電機34對應的繞線輪35進行轉動，并拉動纏繞在繞線輪35上的拉繩36使其兩端相應的卷收與放松，進而實現了魚身擺動電機34驅動尾部骨架40進行左右擺動，從而模仿出魚類尾部擺動的動作。[〇〇611在本實施例中，尾部關節41的第三連接片413于頂部開設有對稱地分布的兩個過線孔416,這樣驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36穿過尾部關節41的第三連接片413上的過線孔416并與位于后端的尾部關節41固定。[〇〇62]在本實施例中，魚身3還包括條狀的彈性元件37及多個凸片38,凸片38上設置有通孔380。凸片38分布在每個軀干關節31與尾部關節41上，具體位于軀干關節31與尾部關節41 的頂部，更具體的是位于骨干關節31的第一部310與尾部關節41的第一連接片410上的頂部。彈性元件37穿設通孔380并且彈性元件37的兩端固定在魚身3上，這樣魚身3在擺動時， 魚身3的柔韌性強。在本實施例中，彈性元件37例如為彈性鋼絲繩。[〇〇63] 進一步地，多個凸片38中的一個凸片38分布在魚頸骨架32上，具體為與魚頸骨架 32的頂部，更具體是位于魚頸骨架32的第一安裝板320的頂部上。彈性元件37穿設魚頸骨架 32的凸片38上的通孔380,以在軀干骨架30相對魚頸骨架32轉動時，增強軀干骨架30與魚頸骨架32之間的柔韌性。在本實施例中，由于電控盒301將軀干骨架30分成前部軀干骨架和后部軀干骨架，因此，彈性元件37數量為兩個，其中一個彈性元件37穿過前部軀干骨架與魚頸骨架32上的凸片38上的通孔380,該彈性元件37的兩端分別與前部軀干骨架及魚頸骨架32; 另一個彈性元件37穿過后部軀干骨架與尾部骨架40上的凸片38上的通孔380,該彈性元件 37的兩端分別與后部軀干骨架及尾部骨架40固定。
[0064]請結合參照圖1、圖11到圖13，在本實施例中，魚身3上還設有魚鰭5，魚鰭5成對設置并對稱地設置在軀干骨架30的兩側。[〇〇65] 所述魚鰭5包括魚鰭骨架50及與魚鰭骨架50連接的鰭部支架51，鰭部支架51與魚身3連接。其中，魚鰭骨架50包括骨架基板501及間隔地設置骨架基板501上的多個相互鉸接的柔性關節502,其中，骨架基板501的長度延伸方向與魚身3的長度延伸方向垂直，柔性關節502的長度延伸方向與魚身3的長度延伸方向平行。[〇〇66]每個柔性關節502的一端均與骨架基板501固定并且沿著魚身3的長度延伸方向設置。每個柔能性關節502包括多個片狀的子關節503,相鄰連兩個子關節503通過連接轉軸 505連接，連接轉軸505上套設有一個扭簧504,每個扭簧504的兩端分別抵住兩個子關節 503,以在魚鰭骨架50擺動時可以保持魚鰭骨架50的柔韌性，不會因水壓的變化讓魚鰭骨架 50發生較大變形，并且在魚鰭骨架50變形后在扭簧504的作用下回復原狀。[〇〇67]在本實施例中，魚鰭5還包括鰭部擺動裝置52及鰭部電機盒58。鰭部擺動裝置52包括鰭部擺動電機520、鰭部轉盤521及鰭部曲柄522。其中，鰭部擺動電機520設置在鰭部電機盒58內并且鰭部擺動電機520的轉軸部穿出鰭部電機盒58。所述鰭部轉盤521套設在鰭部擺動電機520的轉軸部上，所述鰭部曲柄522的兩端分別與鰭部轉盤521及鰭部支架51樞轉連接，鰭部支架51的中部位置通過連接軸581與鰭部電機盒58的前端面樞轉連接，需要說明的是，鰭部電機盒58的前端面指的是鰭部電機盒58朝向魚頭1的面。可以理解的是，鰭部轉盤 521、鰭部曲柄522及鰭部支架51構成一個四連桿聯動結構，這樣該鰭部擺動電機520在工作時，可以通過鰭部轉盤521及鰭部曲柄522傳動，鰭部支架51進行上下擺動作業。在本實施例中，鰭部電機盒58設置在軀干骨架30的軀干關節31內，具體鰭部電機盒58設置該軀干關節 31的第一部310與第二部311之間，并具體例如通過螺釘等固定件固定在第二部311上，可以理解的是，鰭部支架51通過鰭部電機盒58與魚身3的軀干骨架30連接。
[0068]在本實施例中，同一對魚鰭5中的兩個鰭部擺動電機520安裝在同一個鰭部電機盒 58內，鰭部電機盒58固定在軀干骨架30預定的軀干關節31的第一部310與第二部311之間。 該鰭部電機盒58的前部設置蓋板59,鰭部曲柄522連接在一起的樞軸設置在鰭部電機盒58 上。鰭部電機盒58的蓋板59上設有供兩個鰭部擺動電機520的轉軸部穿設的穿孔591，連接軸581設置在蓋板59上。[〇〇69]在本實施例中，魚鰭5還包括用于驅動魚鰭骨架50擺動的鰭部轉動裝置53。鰭部轉動裝置53包括鰭部轉動電機531、聯軸器532及連接桿533,該鰭部轉動電機531的轉軸軸向與魚身3的長度延伸方向垂直，鰭部轉動電機531與鰭部支架51固定連接，鰭部轉動電機531 通過聯軸器532與連接桿533連接，連接桿533與骨架基板501固定連接，鰭部轉動裝置53的鰭部轉動電機531在轉動帶動連接桿533,連接桿533轉動進而帶動魚鰭骨架50轉動。
[0070] 可以理解的是，魚鰭5可以分為前部魚鰭和后部魚鰭，前部魚鰭的結構如上述所述，后部魚鰭只會做上下擺動不會前后擺動，換句話說，也就是后部魚鰭不包括鰭部轉動裝置53。可以理解的是，魚鰭5在不包括鰭部轉動裝置53時，魚鰭5的鰭部支架51與魚鰭骨架50 例如可以通過螺釘等固定件或焊接的方式固定在一起。更具體的是，前部魚鰭的鰭部電機盒58固定在前部軀干骨架的與電控盒301連接的軀干關節31內，后部魚鰭的鰭部電機盒58 固定在后部軀干骨架的軀干關節31內。
[0071]需要說明的是，魚鰭5前后擺動可以在魚上升與下潛過程中于水平面成向前或向后傾斜一定角度，例如15°到30°之間，這樣魚在上升與下潛過程中受到水的反向作用力將變小，有利于魚上升與下潛。
[0072] 在本實施例，所述仿生機器魚還包括用于實現該仿生機器魚上浮及下潛的上浮下潛機構6,上浮下潛機構6包括用于控制魚頭1上浮與下潛的第一儲排水罐61、與第一儲排水罐61連接的儲氣罐62、以及用于控制儲氣罐62與第一儲排水罐61之間進行氣體交換的氣栗 63。當需要魚頭1上浮時，氣栗63將儲氣罐62內的氣體排入第一儲排水罐61內，進而將第一儲排水罐61內的水排出，使得魚頭1的重量變輕，實現魚頭1上浮;反之，則實現魚頭1下沉。 具體地，氣栗63順時針轉可以將儲氣罐62內的氣體排入第一儲排水罐61內，氣栗63逆時針轉可以將第一儲排水罐61內的氣體排入氣罐62。在本實施例中，電控盒301內設置有將電控盒301分成兩個容置腔室的隔板，其中一個腔室安裝控制系統7,另一個容置腔室安裝上浮下潛機構6中的氣栗62,并且氣栗62固定在隔板上，需要說明的是，在本實施例中，隔板將電控盒301分成上下間隔設置的兩個容置腔室。儲氣罐62設置在軀干骨架30的軀干關節31內。具體的，在本實施中儲氣罐62的數量例如可以為兩個，兩個儲氣罐62均設置在前部軀干骨架的軀干關節31內，具體設在與魚頸骨架32連接的軀干關節31內以及前部軀干骨架的與電控盒301連接的軀干關節31內，設在與電控盒301連接的軀干關節31內的儲氣罐62位于鰭部電機盒58的上方，以達到合理利用空間，并且可以為第一儲排水罐61與第二儲排水罐65提供充足的氣體及吸入兩個儲排水罐內的氣體，實現魚頭1與魚身3的上浮與下沉。
[0073]具體地，第一儲排水罐61安裝在魚頸骨架32的第一安裝板320與第二安裝板321之間，第一安裝板320上設有開口 324,以供第一儲排水罐61上的氣嘴通過，以方便氣嘴通過導氣管與儲氣罐62連接，進而方便對機器仿生機器魚中的氣路進行排布。第二安裝板321上設有彈性部件325,第一儲排水罐61的底部抵接彈性部件325,以便于方便安裝第一儲排水罐 61并依靠彈性部件325的彈性回復力防止第一儲排水罐61松動。在本實施例中，彈性部件 325例如為彈性的拱形片，以便于安裝第一儲排水罐61。本實施例中，儲氣罐62例如設置在魚頸骨架32內，在其他實施例中，第一儲排水罐61可以直接設置魚頭1內。
[0074]在本實施例中，第一儲排水罐61包括第一罐體610及設置在該第一罐體610內的第一氣囊612,其中所述第一罐體610上開設有第一接水口，并通過該第一接水口與外界的水相連通。可以理解的是，在魚頭1需要上浮或下潛時，氣栗63將儲氣罐62內的氣體排入第一氣囊612內，第一氣囊612膨脹將第一罐體610內的水排入外界，減輕第一儲排水罐61重量， 進而減輕魚頭1的重量，使得魚頭1上浮;反之則增加魚頭1的重量，使魚頭下沉。在魚頭1上潛下潛接收后。
[0075]在本實施例中，上浮下潛機構6還包括用于控制魚身3上浮、下潛的第二儲排水罐 65,氣栗63與第二儲排水罐65連接，以來控制儲氣罐62與第二儲排水罐65之間進行氣體交換。需要魚身3上浮時，氣栗63將儲氣罐62內的氣體排入第二儲排水罐65內，進而將第二儲排水罐65內的水排出，使得魚身3的重量變輕，實現魚身3上浮;反之，則實現魚身3下沉。 [〇〇76]在本實施例中，第二儲排水罐65包括第二罐體650及設置在該第二罐體650內的第二氣囊652,其中所述第二罐體650上開設有第二接水口，并通過該第二接水口與外界的水相連通。可以理解的是，在魚身3需要上浮或下潛時，氣栗63將儲氣罐62內的氣體排入第二氣囊652內，第二氣囊652膨脹將第二罐體650內的水排入外界，減輕第二儲排水罐65重量， 進而減輕魚身3的重量，使得魚身3上浮;反之則增加魚身3的重量，使魚身3下潛。在魚身3上潛下潛結束后。[〇〇77]具體的，在本實施例，第二儲排水罐65設置在軀干骨架30的中部，并具體設置在魚后部軀干的與電控盒連接的軀干關節31中。所述第二儲排水罐65應用在該仿生機器魚中， 是用于驅動魚身3進行上浮下潛的，由于魚身3的整體質量要大于魚頭1的整體質量，為此， 本實施例的數量為兩個，并且對稱分布在軀干骨架30的兩側，且設置在后部軀干骨架與電控盒301連接的骨架關節41的第一部410與第二部411之間。[〇〇78]進一步地，在本實施例中，上浮下潛機構6包括第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68，第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68分別均分別包括兩個第一導氣口 A、第二導氣口 B、與第一導氣口 A及第二導氣口 B連接的第三導氣口 C，控制第一導氣口 A與第三導氣口 C導通的第一閥門開關，以及控制第二導氣口 B與第三導氣口 C導通的第二閥門開關。第一電磁閥66的第一導氣口 A與第二導氣口 B分別與第一儲排水罐61及第二儲排水罐 65連接，第二電磁閥67的第一導氣口 A及第二導氣口 B對應第三電磁閥68的第二導氣口 B及第一導氣口 A連接，儲氣罐62連接在第二電磁閥67的第一導氣口 A與第三電磁閥68的第二導氣口 B之間，第一電磁閥66的第三導氣口 C連接在第二電磁閥67的第二導氣口 B與第三電磁閥68的第一導氣口A之間，第三電磁閥68的第三導氣口C通過氣栗62與第二導氣閥的第三導氣口 C連接。在需要魚身3上浮時，氣栗62例如順時針抽氣，并且三個電磁閥的第二閥門開關均打開，使儲氣罐62內的氣體排入第一儲排水罐61內，將第一儲排水罐61內水排出，從而實現魚頭1上浮，反之則魚頭1下沉。在需要魚身3上浮時，氣栗62例如順時針抽氣，并且三個電磁閥的第二閥門開關均打開，使儲氣罐62內的氣體排入第二儲排水罐65,將第二儲排水罐 65內的水排出，從而實現魚身3上浮，反之則魚身3下沉。[〇〇79] 控制系統7包括微處理器701，微處理器701與驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34連接，以控制驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34的作動，以實現軀干骨架30部位的擺動，進而實現仿生機器魚轉彎。當需轉彎時，微處理器701控制驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34帶動對應的繞線輪35對拉繩36進行繞線，帶動軀干骨架30向一側轉動，實現仿生機器魚轉彎，在轉彎結束后，驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34帶動繞線輪35 轉動使軀干拉繩36回位，即回到初始位置后停止轉動。
[0080] 微處理器701還與驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34連接，以控制驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34的作動，實現尾部骨架40的擺動，為仿生機器魚提供驅動力， 進而實現仿生機器魚前進。當需仿生機器魚前進時，微處理器701控制驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34正轉和反轉，使對應的繞線輪35分別對位于左側的拉繩36及位于右側的拉繩36進行繞線，帶動軀干骨架30左右擺動，為仿生機器魚提供驅動力，在仿生機器魚停止前進后，將控制驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34停止轉動，使仿生機器魚停止前進。 [〇〇811微處理器701還與鰭部擺動裝置52中的鰭部擺動電機520連接。以控制鰭部擺動電機520的作動，以在仿生機器魚前進時，使仿生機器魚的魚鰭5擺動，以在仿生機器魚前進時游動平穩并且仿生效果更佳逼真。[〇〇82]微處理器701還與鰭部轉動電機531連接，以控制鰭部轉動電機531的作動，在于上浮或下潛過程中，微處理器701控制鰭部轉動電機531轉動，以帶動魚鰭5向前或向后轉動至于設定角度，以減少水對魚鰭5的反向作用力，有利于仿生機器魚的上浮與下潛。[〇〇83] 控制系統7還包括魚身位置探測裝置71，魚身位置探測裝置71分為用于采集尾部骨架40的位置信號并傳輸至微處理器701的尾部位置探測裝置，以及用于采集軀干骨架30 的位置信號并傳送至微處理器70的軀干位置探測裝置。[〇〇84]微處理器701用于根據接收到的尾部骨架40的位置信號判斷尾部骨架40的位置并控制用于驅動尾部擺動的魚身擺動電機34進行相應的作動。具體地，尾部骨架40的位置信號包括尾部最大左偏位置信號，尾部最大右偏位置信號及尾部初始位置信號，當尾部偏轉量達到最大值時，微處理器701控制用于驅動尾部擺動的魚身擺動電機34向相反方向轉動進而驅動尾部骨架40左右擺動，在尾部骨架40擺動到初始位置時，微處理器701可控制用于驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34停止轉動。可以理解的是，在微處理器701通過無線信號接收702接收到外部輸入的控制指令例如停止擺動魚尾時，微處理器701即控制用于驅動尾部擺動的魚身擺動電機34帶動尾部骨架40向初始位置擺動，并在尾部骨架40擺動到初始位置控制用于驅動尾部擺動的魚身擺動電機34停止轉動；當然，微處理器701也可以根據其內部存儲的運行程序，在尾部擺動達到設定時間后控制用于驅動尾部擺動的魚身擺動電機34帶動尾部骨架40向初始位置擺動，并在尾部骨架40擺動到初始位置控制用于驅動尾部擺動的魚身擺動電機34停止轉動。[〇〇85] 微處理器70還用于根據軀干骨架30的位置信號控制用于驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34進行相應的作動。具體地，軀干骨架30的位置信號包括軀干最大左偏位置信號，軀干最大右偏位置信號及軀干初始位置信號，在軀干骨架30偏轉達最大偏移位置后， 微處理器701控制用于驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34向反方向轉動進而驅動軀干骨架30左右擺動，在軀干骨架30回到初始位置時，處理器701控制用于驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34停止轉動，以使軀干骨架30停在原始位置。可以理解的是，在微處理器 701通過無線信號接收702接收到外部輸入的控制指令例如停止擺動軀干骨架30時，微處理器701即控制用于驅動軀干擺動的魚身擺動電機34帶動軀干骨架30向初始位置擺動，并在軀干骨架30擺動到初始位置控制用于驅動軀干擺動的魚身擺動電機34停止轉動；當然，微處理器701也可以根據其內部存儲的運行程序，在軀干擺動達到設定時間后控制用于驅動軀干擺動的魚身擺動電機34帶動軀干骨架30向初始位置擺動，并在軀干骨架30擺動到初始位置控制用于驅動軀干擺動的魚身擺動電機34停止轉動。
[0086] 具體，每個魚身位置探測裝置71包括第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713及魚身磁鐵714。第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713用于在與魚身磁鐵714對齊時對應產生最大左偏位置信號，初始位置信號及最大右偏位置信號。具體地，尾部位置探測裝置中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713設置在最前端的尾部關節41上， 魚身磁鐵714設置在用于驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34上，這樣尾部位置探測裝置中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713將隨著尾部關節41擺動而擺動，魚身磁鐵714將不會擺動，這樣第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713隨著尾部骨架40擺動分別與魚身磁鐵714對齊，對應產生尾部最大右偏位置信號，尾部初始位置信號及尾部最大右偏位置信號。[〇〇87] 軀干位置探測裝置的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713設置在與安裝有驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34的軀干關節31臨近的軀干關節31上，魚身磁鐵714設置在用于驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34上，這樣用于軀干位置探測裝置中的魚身位置探測裝置71的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713將隨著軀干關節31的擺動而擺動，魚身磁鐵714將不會擺動，這樣第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器 713隨著軀干骨架30擺動分別與魚身磁鐵714對齊，對應產生軀干最大右偏位置信號，軀干初始位置信號及軀干最大右偏位置信號。
[0088] 在本實施例中，魚身位置探測裝置71還包括安裝架715。安裝架715包括第一安裝塊716、第二安裝塊717及連接支架718,第一安裝塊716與第二安裝塊717上下疊置并鉸接在一起，第二安裝塊717的底部與連接支架718固定連接在一起。第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713安裝在第一安裝塊716上，魚身磁鐵714設置在第二安裝塊717上。采集軀干骨架31擺動位置信息的魚身位置探測裝置71及采集尾部骨架40的擺動位置信息的魚身位置探測裝置71，它們中的第一安裝塊716分別設置在與安裝有驅動軀干骨架30擺動的魚身擺動電機34的軀干關節31臨近的軀干關節31上及最前端的尾部關節41上具體位于該軀干關節31的第一部310及該尾部關節的第一連接片410上，它們中的第二安裝塊717通過連接支架715設置在驅動軀干骨架31的魚身擺動電機34及驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34上。如此，軀干骨架31及尾部骨架40在擺動時，其對應的魚身位置探測裝置71中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712及第三魚身霍爾傳感器713可以相對魚身磁鐵714發生位置偏移，使得第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712及第三魚身霍爾傳感器713可以與魚身磁鐵714對齊，進而產生魚身位置信號。
[0089]在本實施例中，連接支架715上還設置有連接軸桿719,第一安裝塊716與第二安裝塊717均呈三角狀，第一安裝塊716與第二安裝塊717相對的兩個頂點通過連接軸桿719轉動的連接在一起，從而使得第一安裝塊716與第二安裝塊717可以發生相對轉動。
[0090]在本實施例中，控制系統7還包括魚鰭位置探測裝置，魚鰭位置探測裝置用于獲取魚鰭位于初始位置信號，并根據魚鰭初始位置信息控制鰭部擺動電機在魚鰭回到初始位置后，停止控制魚鰭上下擺動。其中，魚鰭位置探測裝置包括鰭部霍爾傳感器(圖未示出)及鰭部磁鐵(圖未示出)，鰭部霍爾傳感器設置在鰭部支架51上，鰭部磁鐵設置在蓋板59上，在鰭部支架51位于初始位置時，鰭部磁鐵與鰭部霍爾傳感器對齊，鰭部霍爾傳感器感應到鰭部磁鐵并產生鰭部位于初始位置信號發送至微處理器701，當不需要魚鰭擺動時，微處理器 701在接收到鰭部回到初始位置信號停止驅動魚鰭擺動。可以理解的是，魚鰭在擺動時，鰭部支架51相對蓋板59轉動，這樣鰭部霍爾傳感器將與鰭部磁鐵錯開，鰭部霍爾傳感器將不會產生鰭部位于初始位置信號。設置魚鰭位置探測裝置的主要目的是方便鰭部回到初始位置。[〇〇91] 微處理器701還與氣栗63、第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68連接，以控制氣栗63的開閉，以及第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68上的第一閥門與第二閥門的開閉，以在仿生機器魚需要上浮或下沉時，使仿生機器魚上浮或下沉。仿生機器魚上浮和下沉的原理以及在上述內容中詳細描述，在此不再贅述。[〇〇92]在本實施例中，本發明中的控制系統7還包括與微處理器701連接的第一水深傳感器74及第二水深傳感器75,第一水深傳感器74與第二水深傳感器75分別安裝在魚頭1與魚身3上，第一水深傳感器74及第二水深傳感器75用于采集仿生機器魚的魚頭1及魚身3位于水中深度并將水深轉換成數字信號傳送至微處理器701，微處理器701根據第一水深傳感器 74及第二水深傳感器75采集到的水深信號來控制氣栗63的作動、第一、第二及第三電磁閥 66、67、68的閥門開關的開閉。[〇〇93]具體的，當微處理器701根據第一水深傳感器74采集到的水深信號判斷出魚頭1位于第一設定深度時，關閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第一閥門開關，不再將儲氣罐 62內的氣體排入第一氣囊612,不再將第一儲排水罐61內的水排出，第一儲排水罐61的重量不再減輕，魚頭1停止上浮；當微處理器701根據第二水深傳感器75采集到的水深信號判斷出魚身3上浮至第一設定深度時，微處理器701將氣栗63關閉同時閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第二閥門開關，不再將儲氣罐62內的氣體排入第二氣囊652內，第一儲排水罐 65不再排水，魚身3的重量不再減輕，魚身不再上浮。[〇〇94] 微處理器701根據第一水深傳感器74采集到水深信號判斷出魚頭1位于第二設定深度時，關閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第一閥門開關，不再將第一氣囊612內的氣體排入儲氣罐62,第一儲排水罐61不再灌水，魚頭1的重量不再加大，魚頭1不再下潛；當微處理器701根據第二水深傳感器75采集到的水深信號判斷出魚身3位于第二設定深度時， 微處理器701將氣栗63關閉同時關閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第二閥門開關，不再將第二氣囊652內的氣體排入氣缸儲氣罐62,第一儲排水罐65不再灌水，魚身3的重量不再加大，魚身不再下沉。[〇〇95]需要說明的是，第一設定深度與第二設定深度均存儲在微處理器701，微處理器 701根據第一水深傳感器74與第二水深傳感器75采集到的深度息來判斷仿生機器魚在上浮過程中是否位于第一設定深度，在下沉過程中是否位于第二設定深度，在這兩個過程中，如果結果為是微處理器701控制氣栗63進行上述的作動。[〇〇96]在本實施例中，微處理器701還與張合機構13中的張合電機14連接，用于控制張合電機14的作動以控制魚嘴的張開與閉合。具體，在需要魚嘴張合時，微處理器701控制張合電機14首先驅動第一齒輪15正轉帶動第二齒輪16反轉，第二齒輪16帶動下頌12繞樞軸171 向下轉動，從而使得魚嘴張開，然后微處理器701控制張合電機14驅動第一齒輪15反轉帶動第二齒輪16正轉，第二齒輪16帶動下頌12繞轉樞軸171向上轉動，從而使得魚嘴閉合，從而完成魚嘴張合。[〇〇97] 在本實施例中，處理器701還與眼部驅動電機21連接，用于控制眼部驅動電機21的作動，以在需要轉動魚眼19時，使眼部驅動電機21工作，驅動曲柄搖桿機構22帶動平行四邊形機構23作動，進而帶動魚眼19轉動。[〇〇98]控制系統7還與微處理器701連接的無線信號接收器702,無線信號接收器702用于接收外部的無線遙控信號并將無線遙控信號發送至微處理器701，微處理器701根據無線遙控信號控制各個驅動電機的作動以及下潛上浮機構6的作動，以使得仿生機器魚按照無線遙控信號所指定的運動模式運動。在本實施例中，微處理器701與無線信號接收器702均設置在電路板上，電路板密封在電控盒301內。[〇〇99]無線遙控信號所指定的運動模式包括多個單體運動模式和自由巡航模式。多個單體運動模式包括魚頭上浮、魚身上浮、魚頭下沉、魚身下沉、魚嘴張開、魚嘴閉合、眼睛轉動、 軀干擺動、魚鰭上下擺動、魚尾擺動及魚鰭轉動。可以理解的是，魚頭上浮與魚身上浮合成仿生機器魚上浮。魚頭下沉與魚身下沉合成仿生機器魚下潛。魚嘴張開與魚嘴閉合合成仿生機器魚魚嘴張合。軀干擺動形成仿生機器轉彎。魚尾擺動為仿生機器魚前進提供推動力， 形成仿生機器魚游動。魚鰭擺動用于保證仿生機器魚的平衡性。魚鰭轉動用于在魚身上浮或者魚身下沉時將魚鰭5的魚鰭骨架50轉動至設定的傾斜角度，以減少水的阻力，便于魚身上浮及魚身下沉。仿生機器魚在水面游動時，仿生機器魚首先上浮，仿生機器魚上浮后，在進行魚尾擺動，形成仿生機器魚水面游動，換句話說，也就是仿生機器魚上浮與魚尾擺動形成仿生機器魚水面游動；生機器魚在水選游動時，仿生機器魚首先下沉，仿生機器魚下沉后，在進行魚尾擺動，形成仿生機器魚水下游動，也即仿生機器魚下沉與魚尾擺動形成仿生機器魚水中游動。
[0100]自由巡航模式包括多個單體運動模式中的至少兩個單體運動模式。具體例如，仿生機器魚首先進行仿生機器魚水面潛行，在潛行過程中進行仿生機器魚魚嘴張合，仿生機器魚在水面潛行一定時間后，在進行水下潛行，在水下潛行過程中進行仿生機器魚魚嘴張合。
[0101]上述單體運動，其運動過程和原理，以及在上述過程中已經詳述，在此不再贅述。
[0102]需要說明的是，本發明的仿生機器魚的魚身3還在軀干骨架31的軀干關節31的第一部310與第二部312之間設置多個電池盒101，電池盒101內安裝有蓄電池，以為本發明中的用電元件提供電能。
[0103]本發明的仿生機器魚的結構簡單，成本低，另外，本發明仿生機器魚具有逼真的仿生效果。
[0104]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種仿生機器魚，其特征在于，包括上頌(11)、下頌(12)、張合機構(13)及控制系統 (7)，所述上頌(11)通過所述張合機構(13)與所述下頌(12)連接，并且所述張合機構(13)用 于所述驅動下頌(12)相對于所述上頌(11)做張合運動，所述控制系統(7)包括與張合機構(13)電性連接的微處理器(71)及與所述微處理器(71)連接的無線信號接收器(72)，所述無 線信號接收器(72)用于接收無線遙控信號并將無線遙控信號傳送至所述微處理器(71)，所 述微處理器(71)根據無線遙控信號判斷無線遙控信號所代表的運動模式，當所述微處理器 (71)判斷出無線遙控信號代表的運動模式為魚嘴張合運動時，所述微處理器(71)控制所述 張合機構(13)驅動所述下頌(12)相對于所述上頌(11)進行張合運動。2.如權利要求1所述的仿生機器魚，其特征在于，所述張合機構(13)包括張合電機(14)、第一齒輪(15)及第二齒輪(16)，張合電機(14)與上頌(11)固接，第一齒輪(15)與張合 電機(14)的轉軸連接，第二齒輪(16)與第一齒輪(15)嚙合，并且第二齒輪(16)與下頌(12) 固接且與上頌(11)連接。3.如權利要求2所述的仿生機器魚，其特征在于，所述張合機構(13)包括固定架(17)， 所述固定架(17)設置在所述上頌(11)與下頌(12)之間并與上頌(11)固接，所述固定架(17) 包括第一固定板(170)，張合電機(14)設置在固定架(17)上，并且張合電機(14)的轉軸穿出 第一固定板(170)后與第一齒輪(15)連接，第一固定板(170)上設有樞軸(171)，第二齒輪 (16)通過樞軸(171)與第一固定板(170)樞轉的連接。4.如權利要求3所述的仿生機器魚，其特征在于，樞軸(135)與第二齒輪(132)的圓心鉸 接。5.如權利要求3所述的仿生機器魚，其特征在于，所述張合機構(13)還包括固接板 (18)，固接板(18)與下頌(12)固接，固接板(18)與第二齒輪(16)固接，固接板(18)與樞軸 (171)鉸接。6.如權利要求5所述的仿生機器魚，其特征在于，第一固定板(170)還設置有限位軸 (175)，限位軸(175)位于第二齒輪(16)與樞軸(171)的下方或后下方，以在下頌(12)向下轉 動時，限位軸(175)與固接板(18)抵靠。7.如權利要求3所述的仿生機器魚，其特征在于，固定架(17)還包括第二固定板(172)， 第一固定板(170)與第二固定板(172)連接，第二固定板(172)與上頌(11)固接，并且張合電 機(14)的主體固定在第二固定板(172)上。8.如權利要求7所述的仿生機器魚，其特征在于，固定架(17)還包括第三固定板(173)， 第三固定板(173)與第二固定板(172)及第一固定板(170)連接，第三固定板(173)的內側面 上設有與樞軸(171)連接的防脫片(174)。9.如權利要求2所述的仿生機器魚，其特征在于，第二齒輪(16)的直徑大于第一齒輪(15)的直徑。10.—種如權利要求1-9任意一項所述的仿生機器魚的魚嘴張合控制方法，包括以下步 驟:接收無線遙控信號；判斷無線遙控信號所代表的運動模式；以及當判斷出無線遙控信號所代表的運動模式為魚嘴張合運動時，進行魚嘴張合運動。
【文檔編號】B63G8/22GK105966585SQ201610542236
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月5日
【發明人】應佳偉, 陳輝
【申請人】杭州暢動智能科技有限公司