【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仿生学和机械工程，尤其是一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼。
技术介绍
1、目前的仿生机械鱼大体可分为螺旋桨推进与鱼尾摆动推进。鱼尾摆动推进效率高、噪声低，但动力小；螺旋桨推进动力大、运动自然，但效率低、噪声大，对环境影响也更大。本机械鱼可以实现螺旋桨推进、鱼尾摆动推进或者混合推进以适应不同的水下环境。本机械鱼预留了充足的空间可搭载多种平台用于水下不同的任务。
2、现有技术中，有的只能依靠尾部摆动推进，在需要强动力的水域中略显动力不足；有的效率较低，噪声大，在需要对环境检测或水下采样时，可能会对相关数据产生影响；大多采用单独的涵道发动机推进或鱼尾摆动推进，单独使用这两种推进方式均不能实现在全场景下的运用。
3、目前现有的技术大多存在以下缺陷和不足：
4、（1）覆盖面小：传统的机械鱼设计往往动力不足或者环境扰动过大。
5、（2）效率低下：一般的机械仿生鱼往往电池运用率较低。
6、（3）可扩展性差：一般的仿生鱼往往无法搭载更多的检测或实验平台。
7、（4）无法拆卸：传统的机械仿生鱼常常使用一体化设计，无法随意拆卸、更换零部件。
技术实现思路
1、本专利技术需要解决的技术问题是提供一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，采用可拆卸的方案设计，可以随意组装，多种驱动方式自由切换，可解决无法适应全场景的问题，当使用两者混合推进的时候，可以在低扰动的情况下达到一个合适的推进速度。
2、为解决上述技术问
3、一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，所述机械仿生鱼，包括仿生鱼身、仿生鱼尾及安装在仿生鱼身内部的动力系统，所述仿生鱼身的尾部通过连接件可拆卸铰接连接仿生鱼尾；所述仿生鱼身的两侧可拆卸的设置有相互对称的螺旋桨推进器安装板，用于对称可拆卸安装螺旋桨推进器；所述仿生鱼尾包括无驱动力的一体化鱼尾和有驱动力的多节摆动鱼尾；所述机械仿生鱼具有三种推进形态：
4、当所述机械仿生鱼需要低效率高速度推进形态时，使用螺旋桨推进器作为动力系统，螺旋桨推进器控制所述机械仿生鱼的动作，仿生鱼尾使用一体化鱼尾；
5、当所述机械仿生鱼需要高效率低速度推进形态时，使用仿生鱼尾作为动力系统，仿生鱼尾使用多节摆动鱼尾，通过多节摆动鱼尾的左右摆动控制所述机械仿生鱼的动作，此时所述仿生鱼身上未安装有螺旋桨推进器安装板；
6、当所述机械仿生鱼需要高效率高速度推进形态时；使用仿生鱼尾和螺旋桨推进器混合作为动力系统，仿生鱼尾使用多节摆动鱼尾，此时所述仿生鱼身上安装有螺旋桨推进器安装板，并在螺旋桨推进器安装板上安装螺旋桨推进器，所述机械仿生鱼能够在低扰动的情况下达到一个合适的推进速度。
7、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述仿生鱼身具有腹腔，所述腹腔中设置有动力系统和任务载荷，所述动力系统包括蓄电池、接收机、控制板和舵机，蓄电池与接收机、控制板和舵机电连接，所述接收机与控制板电连接或直接设置在控制板上，所述舵机与控制板电连接。
8、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述仿生鱼身分为左鱼身片和右鱼身片，所述左鱼身片和所述右鱼身片相互镜像对称，所述左鱼身片和所述右鱼身片上均设置有用于增强鱼身强度的肋板，所述左鱼身片和所述右鱼身片相对应的位置设置有紧固件连接孔，通过紧固件将所述左鱼身片和所述右鱼身片可拆卸的紧固在一起形成具有腹腔的仿生鱼身。
9、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述仿生鱼身的两侧对称设置有可转动的鱼鳍，所述鱼鳍与所述仿生鱼身腹腔内的舵机连接。
10、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述仿生鱼身的背部设置有背鳍。
11、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述仿生鱼身的背部在所述背鳍的后面设置有天线盒。
12、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述多节摆动鱼尾包括尾鳍、若干个鱼尾节、若干个连接节和2条拉线；所述鱼尾节至少有一节，所述鱼尾节和所述尾鳍之间通过连接节可拆卸的铰接连接，当鱼尾节多于一节时，各鱼尾节之间同样通过连接节可拆卸的铰接连接，所述鱼尾节上设置有左右对称的拉线孔，所述拉线在各鱼尾节的同一侧的拉线孔中穿过，并与所述尾鳍固定连接。
13、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述尾鳍和所述鱼尾节的外形均为左右对称结构。
14、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述尾鳍和各鱼尾节串联铰接在一起后，表面包覆一仿生鱼皮。
15、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述一体化鱼尾的前端两侧对称设置有螺旋桨驱动器定位板。
16、由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
17、1、本专利技术通过可拆卸结构的设计，确保其可以适应各类环境，在不同需求时可以自由切换，能极大地降低生产成本。
18、2、本专利技术在仿生鱼身内部留存了大量空间，可用于搭载各类测量平台，也可搭载大容量电池增加仿生鱼的工作时间等。
19、3、本专利技术通过仿生设计，大幅度降低了推进器在水下受到的阻力，大幅度优化效率，有效的降低了对环境的影响。
20、4、本专利技术通过电调、舵机、接收机三者的连接，确保该仿生鱼可以在水下实现高精度控制。
21、5、本专利技术基于仿生鱼中的接收机以及可拆卸系统中的监控装置等具有较高的安全性和可靠性，能够及时发现异常情况，如失控等，有效的降低了发生事故的风险。
22、6、本专利技术可以实现螺旋桨推进、鱼尾摆动推进或者混合推进以适应不同的水下环境，且在仿生鱼身内预留了充足的空间可搭载多种平台用于水下不同的任务。
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1.一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述机械仿生鱼，包括仿生鱼身（1）、仿生鱼尾及安装在仿生鱼身（1）内部的动力系统，所述仿生鱼身（1）的尾部通过连接件（4）可拆卸铰接连接仿生鱼尾；所述仿生鱼身（1）的两侧可拆卸的设置有相互对称的螺旋桨推进器安装板（6），用于对称可拆卸安装螺旋桨推进器；所述仿生鱼尾包括无驱动力的一体化鱼尾（8）和有驱动力的多节摆动鱼尾（2）；所述机械仿生鱼具有三种推进形态：
2.根据权利要求1所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）具有腹腔，所述腹腔中设置有动力系统和任务载荷，所述动力系统包括蓄电池、接收机、控制板和舵机，蓄电池与接收机、控制板和舵机电连接，所述接收机与控制板电连接或直接设置在控制板上，所述舵机与控制板电连接。
3.根据权利要求2所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）分为左鱼身片和右鱼身片，所述左鱼身片和所述右鱼身片相互镜像对称，所述左鱼身片和所述右鱼身片上均设置有用于增强鱼身强度的肋板，所述左鱼身片和所述右鱼身片相对应的位置设置有紧固件连接
4.根据权利要求2所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）的两侧对称设置有可转动的鱼鳍（3），所述鱼鳍（3）与所述仿生鱼身（1）腹腔内的舵机连接。
5.根据权利要求2所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）的背部设置有背鳍（5）。
6.根据权利要求5所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）的背部在所述背鳍（5）的后面设置有天线盒（7）。
7.根据权利要求1所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述多节摆动鱼尾（2）包括尾鳍（2-1）、若干个鱼尾节（2-2）、若干个连接节和2条拉线；所述鱼尾节（2-2）至少有一节，所述鱼尾节（2-2）和所述尾鳍（2-1）之间通过连接节可拆卸的铰接连接，当鱼尾节（2-2）多于一节时，各鱼尾节（2-2）之间同样通过连接节可拆卸的铰接连接，所述鱼尾节（2-2）上设置有左右对称的拉线孔（2-3），所述拉线在各鱼尾节（2-2）的同一侧的拉线孔（2-3）中穿过，并与所述尾鳍（2-1）固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述尾鳍（2-1）和所述鱼尾节（2-2）的外形均为左右对称结构。
9.根据权利要求7所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述尾鳍（2-1）和各鱼尾节（2-2）串联铰接在一起后，表面包覆一仿生鱼皮。
10.根据权利要求1所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述一体化鱼尾（8）的前端两侧对称设置有螺旋桨驱动器定位板（8-1）。
...【技术特征摘要】
1.一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述机械仿生鱼，包括仿生鱼身（1）、仿生鱼尾及安装在仿生鱼身（1）内部的动力系统，所述仿生鱼身（1）的尾部通过连接件（4）可拆卸铰接连接仿生鱼尾；所述仿生鱼身（1）的两侧可拆卸的设置有相互对称的螺旋桨推进器安装板（6），用于对称可拆卸安装螺旋桨推进器；所述仿生鱼尾包括无驱动力的一体化鱼尾（8）和有驱动力的多节摆动鱼尾（2）；所述机械仿生鱼具有三种推进形态：
2.根据权利要求1所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）具有腹腔，所述腹腔中设置有动力系统和任务载荷，所述动力系统包括蓄电池、接收机、控制板和舵机，蓄电池与接收机、控制板和舵机电连接，所述接收机与控制板电连接或直接设置在控制板上，所述舵机与控制板电连接。
3.根据权利要求2所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）分为左鱼身片和右鱼身片，所述左鱼身片和所述右鱼身片相互镜像对称，所述左鱼身片和所述右鱼身片上均设置有用于增强鱼身强度的肋板，所述左鱼身片和所述右鱼身片相对应的位置设置有紧固件连接孔，通过紧固件将所述左鱼身片和所述右鱼身片可拆卸的紧固在一起形成具有腹腔的仿生鱼身（1）。
4.根据权利要求2所述的一种多驱动方式自由切换的仿生机械鱼，其特征在于：所述仿生鱼身（1）的两侧对称设置有可转动的鱼鳍（3），所述鱼鳍（3）与所述仿生鱼身（1）腹腔内的舵机...
【专利技术属性】
技术研发人员：李沁锴，曹竞哲，冯堃阳，杨志远，徐子晗，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：
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