一种仿生线驱动腕乌贼制造技术

本实用新型专利技术公开了一种仿生线驱动腕乌贼，包括腕乌贼本体，所述腕乌贼本体包括腕乌贼胴体、腕乌贼头部、腕乌贼触腕、腕乌贼外套膜，所述腕乌贼胴体包括腕乌贼胴体尾部和腕乌贼胴体躯干，所述腕乌贼胴体尾部为圆锥形结构支撑件，所述腕乌贼胴体躯干由万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌组成，所述腕乌贼胴体尾端左右两侧分别设有第一驱动机构、第二驱动机构，所述腕乌贼头部通过万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌与腕乌贼胴体尾部相连，所述腕乌贼触腕通过第三驱动机构与所述腕乌贼头部前方相连，所述腕乌贼外套膜从腕乌贼胴体尾部往下套。本实用新型专利技术可实现搭载多种水下探测器、不同水深灵活浮沉、实现水下软体机器手等功能，进行对海洋探测和开发。

A bionic wire driven squid

【技术实现步骤摘要】
一种仿生线驱动腕乌贼
本技术属于水下机器人
，具体涉及一种仿生线驱动腕乌贼。
技术介绍
21世纪是海洋的世纪，随着陆地资源的枯竭，海洋资源的开发利用与蓝色经济的需求逐渐增大。由于水环境的恶劣性、复杂性、高度的腐蚀性、强压力和对传感器的不透明性，这使得水环境下的作业任务发生了很大变化，一般的潜水技术已无法适应现代高深度综合考察、研究以及完成各种作业和应用的需要。鱼类经过长期的自然选择，进化出性能完备的游动机能和器官，为人类研制新型水下推进控制系统提供了模仿对象。从20世纪90年代开始，仿生机器鱼成为人们重点发展对象，和普通的水下推进器相比，鱼类的游动具有推进效率高、机动性能好、隐蔽性能好等优点。仿生机器鱼作为鱼类推进机理和机器人技术的结合点，为研制新型的水下航行器提供了一种新思路，具有重要的研究价值和应用前景。目前水下航行器大体上分为ROV和仿生机器鱼，传统的ROV体积大、能耗高、对于环境扰动较大，而目前国内外设计的仿生机器鱼其原理基本上是仿照机器鱼的结构外形，其材料多为刚性材料并且与螺旋桨为主要驱动方式，仿真效果低，动作姿态不灵活。线驱动仿生机器鱼有着推进效率高、可控性良好和较快的推进速度等优点,但是目前的仿生机器鱼所展示出的游动性能还远远比不上生物鱼。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种仿生线驱动腕乌贼，具有水下游动动作丰富，仿生度高，灵活性强的优点。本技术是通过以下技术方案实现的：一种仿生线驱动腕乌贼，包括腕乌贼本体，所述腕乌贼本体包括腕乌贼胴体、腕乌贼头部、腕乌贼触腕、腕乌贼外套膜，所述腕乌贼胴体包括腕乌贼胴体尾部和腕乌贼胴体躯干，所述腕乌贼胴体尾部为圆锥形结构支撑件，所述腕乌贼胴体躯干由万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌组成，所述腕乌贼胴体尾端左右两侧分别设有第一驱动机构、第二驱动机构，所述腕乌贼头部通过万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌与腕乌贼胴体尾部相连，所述腕乌贼触腕通过第三驱动机构与所述腕乌贼头部前方相连，所述腕乌贼外套膜从腕乌贼胴体尾部向下包裹，包裹腕乌贼胴体至腕乌贼头部尾端，所述腕乌贼外套膜包括肉鳍外套膜和胴体外套膜，所述胴体外套膜为套在所述腕乌贼酮体尾部及所述腕乌贼胴体躯干空腔部分的外套膜，其在水中运动时自动充水，可形成具有一定升力的流体外形结构。进一步，所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构分别包括舵机支架以及设置在所述舵机支架内的舵机，所述腕乌贼胴体尾部左右两侧的舵机分别与所述腕乌贼胴体尾部左右两侧肉鳍内驱动碳纤维板相连接，与腕乌贼外套膜组成腕乌贼肉鳍驱动结构。进一步，所述第三驱动机构连接腕乌贼触腕组成触腕驱动结构，所述腕乌贼触腕内部设有尼伦材料，外部由软体硅橡胶材料包裹。所述腕乌贼外套膜由硅橡胶材料塑形浇铸而成，腕乌贼外部整体呈流线型结构。进一步，所述腕乌贼头部设有电控舱，所述电控舱四周设置有四个沉浮控制舱，所述电控舱中有用于固定控制电路板及线路的舱内固定件，所述电控舱前后设置用于梳理电路的穿线槽。进一步，所述电控舱内设置控制电路板的微型电脑，所述微型电脑驱动板输出对应的电控信号来控制舵机、喷水推进器，所述电控舱内设置电源管理板、供给用电器用电的锂电池组。进一步，所述腕乌贼外套膜套置在腕乌贼胴体外部，所述腕乌贼胴体躯干部分四周形成可充水的空腔，所述腕乌贼胴体尾部设计为下底凸，上底平的结构。进一步，所述腕乌贼胴体躯干内部设置有万向节组成的可弯曲骨架支撑结构，使腕乌贼在实现动作组时身体可以做出沿动作方向的“弓”字形弯曲，辅助动作完成。进一步，所述腕乌贼胴体躯干有沿弦向围绕万向节骨架的十六条弹力绳材料，所述弹力绳材料浇铸在柔性硅橡胶材料中组成胴体线驱动纵向肌。进一步，所述电控舱上端设置水密接口与传感器组和第一驱动机构、第二驱动机构相连接，用于传感器信号的输出与数据回收和腕乌贼肉鳍驱动结构的信号输出与控制；所述电控舱下端设置水密接口与第三驱动结构相连，用于腕乌贼触腕驱动结构的信号输出与控制。有益效果：本技术的一种仿生线驱动腕乌贼，酮体躯干可弯曲辅助动作实现，线驱动触腕控制精度高，推进效率强，整体组合实现仿生线驱动腕乌贼水下游动动作丰富，仿生度高，灵活性强。本技术可实现搭载多种水下探测器、不同水深灵活浮沉、实现水下软体机器手等功能，进行对海洋的探测和开发。附图说明图1是本技术一种仿生线驱动腕乌贼一个实施例的整体结构示意图。图2是本技术一个实施例中腕乌贼胴体结构示意图。图3是本技术一个实施例中腕乌贼头部结构示意图。图4是本技术一个实施例中腕乌贼触腕结构示意图。图5是本技术一个实施例中腕乌贼外套膜结构示意图。图6是本技术一个实施例中腕乌贼肉鳍驱动结构示意图。图7是本技术一个实施例中腕乌贼触腕驱动结构示意图。各符号代表：腕乌贼本体1；腕乌贼胴体11；腕乌贼头部12；腕乌贼触腕13；腕乌贼外套膜14；腕乌贼胴体尾部111；腕乌贼胴体躯干112；声纳回声测深仪1111；万向节骨架结构1121；胴体线驱动纵向肌1122；弹力绳材料11221；柔性硅橡胶材料11222；电控舱121；沉浮控制舱122；摄像头组123；喷水推进器124；尼伦材料131；肉鳍外套膜141；胴体外套膜142；第一驱动机构2；第二驱动机构3；驱动碳钎维板4；第三驱动机构5。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施例作详细说明：本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1、2、6所示，图中包括腕乌贼本体1，所述腕乌贼本体1包括腕乌贼胴体11、腕乌贼头部12、腕乌贼触腕13、腕乌贼外套膜14。所述腕乌贼外套膜14由硅橡胶材料塑形浇铸而成，腕乌贼外部整体呈流线型结构，由于全身软体外形，所述腕乌贼在水中阻力减小，游动自如,全身软体外形在水中运动时会减少运动时产生的紊流，具有减阻效果。所述腕乌贼胴体11包括腕乌贼胴体尾部111和腕乌贼胴体躯干112，所述腕乌贼胴体尾部111为圆锥形结构支撑件，所述腕乌贼胴体躯干112由万向节骨架结构1121和胴体线驱动纵向肌1122组成。所述腕乌贼胴体11尾端左右两侧分别设有第一驱动机构2、第二驱动机构3，所述腕乌贼头部12通过万向节骨架结构1121和胴体线驱动纵向肌1122与腕乌贼胴体尾部111相连。所述腕乌贼头部12与所述腕乌贼胴体尾部111舵机以同频摆动，所述触腕舵机向内轴线聚拢的平均速度和肉鳍舵机向下拍动的平均速度为别为触手舵机张开和肉鳍向上的平均速度的2.5倍时，所述仿生线驱动腕乌贼实现直行动作组。所述本体尾部两侧舵机反向差动，同时所述触腕舵机的聚拢方向由中间轴线改变为向左倾斜的轴线，所述仿生线驱动腕乌贼实现左转动作组，右转同理。由于所述仿生线驱动腕乌贼本体形状为双凸翼型型，具有一定的升阻比，所以当其运动速度达到一定临界时，身体整体克服重力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生线驱动腕乌贼，包括腕乌贼本体，其特征在于，所述腕乌贼本体包括腕乌贼胴体、腕乌贼头部、腕乌贼触腕、腕乌贼外套膜，所述腕乌贼胴体包括腕乌乌贼贼胴体尾部和腕胴体躯干，所述腕乌贼胴体尾部为圆锥形结构支撑件，所述腕乌贼胴体躯干由万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌组成，所述腕乌贼胴体尾端左右两侧分别设有第一驱动机构、第二驱动机构，所述腕乌贼头部通过万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌与腕乌贼胴体尾部相连，所述腕乌贼触腕通过第三驱动机构与所述腕乌贼头部前方相连，所述腕乌贼外套膜从腕乌贼胴体尾部下套，包裹腕乌贼胴体至腕乌贼头部尾端，所述腕乌贼外套膜包括肉鳍外套膜和胴体外套膜，所述胴体外套膜为套在所述腕乌贼酮体尾部及所述腕乌贼胴体躯干空腔部分的外套膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生线驱动腕乌贼，包括腕乌贼本体，其特征在于，所述腕乌贼本体包括腕乌贼胴体、腕乌贼头部、腕乌贼触腕、腕乌贼外套膜，所述腕乌贼胴体包括腕乌乌贼贼胴体尾部和腕胴体躯干，所述腕乌贼胴体尾部为圆锥形结构支撑件，所述腕乌贼胴体躯干由万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌组成，所述腕乌贼胴体尾端左右两侧分别设有第一驱动机构、第二驱动机构，所述腕乌贼头部通过万向节骨架结构和胴体线驱动纵向肌与腕乌贼胴体尾部相连，所述腕乌贼触腕通过第三驱动机构与所述腕乌贼头部前方相连，所述腕乌贼外套膜从腕乌贼胴体尾部下套，包裹腕乌贼胴体至腕乌贼头部尾端，所述腕乌贼外套膜包括肉鳍外套膜和胴体外套膜，所述胴体外套膜为套在所述腕乌贼酮体尾部及所述腕乌贼胴体躯干空腔部分的外套膜。


2.根据权利要求1所述的一种仿生线驱动腕乌贼，其特征是，所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构分别包括舵机支架以及设置在所述舵机支架内的舵机，所述腕乌贼胴体尾部左右两侧的舵机分别与所述腕乌贼胴体尾部左右两侧肉鳍内驱动碳纤维板相连接，与腕乌贼外套膜组成腕乌贼肉鳍驱动结构。


3.根据权利要求1所述的一种仿生线驱动腕乌贼，其特征是，所述第三驱动机构连接腕乌贼触腕组成触腕驱动结构，所述腕乌贼触腕内部设有尼伦材料，外部由软体硅橡胶材料包裹。


4.根据权利要求1所述的一种仿生线驱动腕乌贼，其特征是，所述腕乌贼外套膜由硅橡胶材料塑形浇铸而成，腕乌贼外部整体呈流线型结构。


5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晓清，李根，孔祥洪，王天成，陈新军，李瑞环，张英，姚佳玲，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：新型
国别省市：上海;31