申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2023-12-06

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117864352A

主分类号：B63C11/52

分类号：B63C11/52;B63H1/36

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了一种胸鳍和尾鳍协同推进的仿生机器鱼及其控制方法，属于仿生水下机器人领域。仿生机器鱼包括机器鱼主体、2个胸鳍推进结构和尾鳍推进结构，2个胸鳍推进结构分别位于机器鱼主体的左右两侧，尾鳍推进结构位于机器鱼主体的末端。每个推进机构包括2个防水无刷舵机，胸鳍推进机构的2个防水无刷舵机按照空间垂直正交的方向布置。尾鳍推进机构的2个防水无刷舵机串联，赋予了仿生机器鱼尾鳍两个运动关节。通过CPG网络对机器鱼的6个自由度进行驱动，使机器鱼的胸鳍和尾鳍耦合协同运动，实现直线运动、转向运动和俯仰运动三种模式。本发明增强了仿生机器鱼的推进能力、机动能力、环境适应能力和水下作业能力。

主权项：1.一种胸鳍和尾鳍协同推进的仿生机器鱼，整个机器鱼仿照生物箱鲀的外形特性进行设计，其特征在于，包括机器鱼主体、2个胸鳍推进结构和1个尾鳍推进结构；2个胸鳍推进结构分别位于机器鱼主体的左右对称两侧，尾鳍推进结构位于机器鱼主体的末端；机器鱼主体为中空结构，上部为鱼背，下部为鱼腹，两部分通过螺栓连接扣合而成，通过在连接处设置的O型硅橡胶密封圈并涂抹防水硅脂实现机器鱼主体的静密封防水；鱼背的腔体内固定安装电池和通信天线，通信天线穿出鱼背；鱼腹的腔体内设置MCU、电路设备、无线通信设备和传感器；MCU处理控制信号和传感器信息，并生成PWM信号来控制6个防水无刷舵机的转动角度；每个胸鳍推进机构均包括两个防水无刷舵机、舵机安装支架、舵机盘、胸鳍鳍片安装支架和胸鳍鳍片；两个防水无刷舵机按照空间垂直正交的方向布置，分别为鳍基驱动舵机和鳍面拍动舵机，其中，鳍基驱动舵机固定安装于鱼腹内，通过舵机盘与舵机安装支架连接；鳍面拍动舵机固定在舵机安装支架上，跟随鳍基驱动舵机进行转动以实现胸鳍的扭转；胸鳍鳍片通过胸鳍鳍片安装支架经过舵机盘与鳍面拍动舵机进行连接，以实现胸鳍鳍片的拍动；尾鳍推进机构包括两个防水无刷舵机、舵机安装支架、舵机连接支架、尾鳍鳍片连接尾柄、舵机盘以及尾鳍鳍片；第一个防水无刷舵机通过舵机连接支架固定在鱼腹尾端外部，第二个防水无刷舵机通过舵机安装支架和舵机盘与第一个防水无刷舵机进行连接，尾鳍鳍片连接尾柄通过舵机盘与第二个防水无刷舵机进行连接，最后将尾鳍鳍片固定于尾鳍鳍片连接尾柄；通过两级防水无刷舵机串联，赋予了仿生机器鱼尾鳍两个运动关节；电池和电路设备给各装置供电，通过传感器感知仿生机器鱼在水下的位置和姿态，并将传感器信号传输给MCU进行处理，生成的PWM信号分别传输给胸鳍推进机构和尾鳍推进机构，同时控制胸鳍两个方向上的扭转和拍动，以及尾鳍两个关节的运动，实现胸鳍和尾鳍耦合协同推进，胸鳍和尾鳍互相为对方提供推进力和转向控制，实现仿生机器鱼的直线运动、转向运动和俯仰运动。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种胸鳍和尾鳍协同推进的仿生机器鱼及其控制方法

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