微小型可浮潜玩具机器鱼制造技术

本实用新型专利技术是一种微小型可浮潜玩具机器鱼，涉及仿生机器人技术，用于娱乐，包括鱼身、鱼尾和浮潜螺旋桨三部分。鱼身内有一固定骨架，控制模块、通讯模块、充电电池、红外传感器、尾部电机、填充物等部件固定在骨架上，外套鱼型整体鱼皮，尾部电机连接一摆动关节用于玩具机器鱼前行推进及方向控制。红外传感器提供玩具机器鱼前方以及下方的障碍信息，填充物有利于保持玩具机器鱼的外形。鱼尾主要由尾鳍构成。浮潜螺旋桨用于玩具机器鱼的浮潜控制。本实用新型专利技术的微小型可浮潜玩具机器鱼可以设定包括遥控、自主避障、预设编程在内的多种运动模式，制作简单，外形逼真，观赏性强。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及仿生机器人
，特别是一种微小型可浮潜玩 具机器鱼。
技术介绍
20世纪90年代以前对于鱼类仿生学的研究主要集中于理论方面， 随着鱼类推进机理研究的深入和机器人技术的发展，1994年MIT成功 研制了世界上第一条真正意义上的仿生机器鱼，此后，结合仿生学、 电子技术、材料科学和控制技术的新发展，仿生机器鱼的研究逐渐成 为机器人领域的研究热点。在国外，美国、英国、日本等国家开展了许多仿生机器鱼研究项目， 产生了一批实验样机。美国麻省理工学院根据提出的鱼尾推进的射 流推进理论，研制出长1. 2米的仿生金枪鱼和长0. 8米的仿生梭鱼。 美国东北大学海洋科学中心利用形状记忆合金(SMA)和连杆机构开发 了波动推进的机器鳗鱼。美国新墨西哥大学利用高分子电解质离子交换膜IEM，镀在仿生鱼鳍的金属簿片上，通过外加电场实现人造合成肌 肉运动，产生类似鳗鱼的游动方式。英国Essex大学设计了具有三维 运动能力的机器鱼。日本东京大学研制了长1.75m的两关节自推进机 器海豚。Kato等研究了对胸鳍推进机构的控制，并开发了机器鱼样机 黑舻(Blackbass)。日本名古屋大学Fukuda研制出形状记忆合金驱动 微型身体波动式水下推进器和压电陶瓷驱动的双鳍鱼型微机器人。日 本三菱公司推出了用于观赏的金色鲤鱼外形机器鱼，长1米、重17千 克。在国内，哈尔滨工程大学在国防基金的支持下开展了仿生机器章鱼 的研究工作。北京航空航天大学机器人研究所设计研制了机器鳗鱼、 机器海豚以及采用扁平宽大斧形水动力外型的SPC系列仿生机器鱼。 中科院沈阳自动化研究所制作了两关节的仿生机器鱼模型。北京大学 研制了仿生海豚样机。中科院北京自动化研究所也开展了一系列工作， 先后研发出仿鰺科机器鱼、三维运动机器鱼等。就目前玩具机器鱼而言，浮潜功能的增加通常带来较大的体积，难 以适用于小型的容器中，本技术提供一种微小型且能够浮潜的机 器鱼，观赏性强，拓宽了适应范围。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于娱乐的微小型可浮潜玩具机 器鱼，包括鱼身、鱼尾和浮潜螺旋桨三部分。为达到上述目的，本技术的技术解决方案是-一种微小型可浮潜玩具机器鱼，包括鱼身、鱼尾；其中， 鱼身，包括鱼型整体鱼皮、控制模块、通讯模块、天线、充电电 池、尾部电机、固定骨架、红外传感器、摆动关节、填充物、充电接 头；固定骨架水平设置，固定骨架上前端固设有红外传感器，红外传 感器的探头分设于前方、左右两侧和下方；中部固设有控制模块、通 讯模块、充电电池；其后端固设有尾部电机；在各部件之间(尾部摆 动部分与垂直通道除外)的空隙里，填以填充物，最外层以鱼型整体 鱼皮包覆成鱼身；天线与通讯模块连接，天线伸出于鱼皮外，位于上方；充电接头 与充电电池连接，位于鱼皮上；红外传感器的探头位于鱼皮上；摆动 关节固定在尾部电机的输出轴上，摆动关节摇臂水平伸出鱼身后部， 与尾鳍动连接并密封；其还包括垂直通道、直流电机和浮潜螺旋桨，用于玩具机器鱼的 浮潜控制；在前端与中部交界处设有一垂直通道，固定骨架穿过通道的部分 上固设有一直流电机，直流电机沿垂直通道的轴线设置，直流电机的 转轴上设有浮潜螺旋桨；垂直通道上下端，与整体鱼皮相交处为通孔，垂直通道与鱼身内 腔为密封结构。所述的一种微小型可浮潜玩具机器鱼，其所述鱼皮用柔软材料制成。所述的一种微小型可浮潜玩具机器鱼，其有多种运动模式，包括 遥控、自主避障、预设编程操控。本技术提供的微小型可浮潜玩具机器鱼可设定包括遥控、自 主避障、预设编程在内的多种运动模式，制作简单，外形逼真，观赏 性强。附图说明图1是本技术微小型可浮潜玩具机器鱼的主视图; 图2是本技术微小型可浮潜玩具机器鱼的俯视图。具体实施方式以下结合附图1和附图2对本技术所提供的一种微小型可浮潜 玩具机器鱼做出说明。本技术微小型可浮潜玩具机器鱼，包括鱼皮1、尾鳍2、浮潜 螺旋桨3、控制模块4、通讯模块5、天线6、充电电池7、尾部电机8、 固定骨架9、红外传感器IO、直流电机ll、摆动关节12、填充物13、 充电接头14和垂直通道15等部件。固定骨架9水平设置，固定骨架9 上前端固设有红外传感器10，红外传感器10的探头分设于前方、左右 两侧和下方；中部固设有控制模块4、通讯模块5、充电电池7;其后 端固设有尾部电机8;在前端与中部交界处设有一垂直通道15，固定骨架9穿过通道15的部分上固设有一直流电机11，直流电机11沿垂 直通道15的轴线设置，直流电机11的转轴上设有浮潜螺旋桨3。在各 部件之间(尾部摆动部分与垂直通道15除外)的空隙里，填以填充物 13后，最外层以鱼型整体鱼皮l包覆成鱼身，垂直通道15上下端，与 整体鱼皮l相交处为通孔，垂直通道15与鱼身内腔为密封结构。天线 6与通讯模块5连接，天线6伸出于鱼皮1夕卜，位于上方。充电接头 14与充电电池7连接，位于鱼皮1上。红外传感器10的所有探头位于 鱼皮1上。摆动关节12固定在尾部电机8的输出轴上，摆动关节12 摇臂水平伸出鱼身后部，与尾鳍2动连接并密封。由上述结构，控制模块4通过通讯模块5、天线6接收来自外部的 指令，结合自己内部的相关逻辑，进行运动模式的选择并执行。玩具机器鱼游动过程中通过红外传感器10的所有探头获取前方、 侧方以及下方的相关障碍信息，以此作为避免与障碍碰撞决策的前提。控制模块4根据当前的运动模式向尾部电机8发送控制信号，驱动 尾部电机8转动，与之相连的摆动关节12随之摆动，进而带动尾鳍2 摆动，以实现玩具机器鱼前行及前进方向的控制。控制模块4根据当 前的运动模式驱动直流电机11转动，直流电机11的正反向转，带动 与之相连的浮潜螺旋桨3旋转，实现机器鱼浮或潜。通过浮潜螺旋桨3 旋转与尾鳍2摆动的相互配合，可实现多个方向上的三维运动。实施例采用本技术所提供的方法制作了微小型可浮潜玩具机器鱼。玩具机器鱼长约13cm，固定骨架、摆动关节分别为塑料、铝材料制作， 填充物采用泡沬塑料，鱼型整体鱼皮用柔软材料制成，尾鳍采用轻薄 塑料板。玩具机器鱼微控制器选用ATmegal28，通讯模块采用EM100B， 电池为340mAH的锂聚合物电池，尾部电机选用Futaba S3201。所有部 分组装好，密封后得到实物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微小型可浮潜玩具机器鱼，包括鱼身、鱼尾；其中，　　　　鱼身，包括鱼型整体鱼皮、控制模块、通讯模块、天线、充电电池、尾部电机、固定骨架、红外传感器、摆动关节、填充物、充电接头；固定骨架水平设置，固定骨架上前端固设有红外传感器，红外传感器的探头分设于前方、左右两侧和下方；中部固设有控制模块、通讯模块、充电电池；其后端固设有尾部电机；在鱼身内除尾部摆动部分与垂直通道外的各部件之间的空隙里，填以填充物，最外层以鱼型整体鱼皮包覆成鱼身；　　　　天线与通讯模块连接，天线伸出于鱼皮外，位于上方；充电接头与充电电池连接，位于鱼皮上；红外传感器的探头位于鱼皮上；摆动关节固定在尾部电机的输出轴上，摆动关节摇臂水平伸出鱼身后部，与尾鳍动连接并密封；　　　　其特征在于，还包括垂直通道、直流电机和浮潜螺旋桨；　　　　在前端与中部交界处设有一垂直通道，固定骨架穿过通道的部分上固设有一直流电机，直流电机沿垂直通道的轴线设置，直流电机的转轴上设有浮潜螺旋桨；　　　　垂直通道上下端，与整体鱼皮相交处为通孔，垂直通道与鱼身内腔为密封结构。

【技术特征摘要】
1. 一种微小型可浮潜玩具机器鱼，包括鱼身、鱼尾；其中，鱼身，包括鱼型整体鱼皮、控制模块、通讯模块、天线、充电电池、尾部电机、固定骨架、红外传感器、摆动关节、填充物、充电接头；固定骨架水平设置，固定骨架上前端固设有红外传感器，红外传感器的探头分设于前方、左右两侧和下方；中部固设有控制模块、通讯模块、充电电池；其后端固设有尾部电机；在鱼身内除尾部摆动部分与垂直通道外的各部件之间的空隙里，填以填充物，最外层以鱼型整体鱼皮包覆成鱼身；天线与通讯模块连接，天线伸出于鱼皮外，位于上方；充电接头与充电电池连...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志强，谭民，王硕，周超，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]