本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種仿生機(jī)器魚(yú)。

背景技術(shù)：

仿魚(yú)形的機(jī)器魚(yú)已在各國(guó)進(jìn)行大量的研制，可以用來(lái)檢測(cè)水下的污染源或者其它異狀，這可以用來(lái)觀測(cè)水下世界或者是生物種群。

基本上的仿生魚(yú)都是采用電動(dòng)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)的，電動(dòng)馬達(dá)與連桿的驅(qū)動(dòng)比較快速，但會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)噪音，容易被捕捉，也不容易被魚(yú)群接受。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種主要依靠氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)上下前后活動(dòng)的水下魚(yú)形仿生機(jī)器魚(yú)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決：一種仿生機(jī)器魚(yú)，包括仿魚(yú)形的本體，所述本體包括魚(yú)身，所述魚(yú)身的一端設(shè)置有魚(yú)頭，另外一端設(shè)置有尾鰭，所述魚(yú)身靠近魚(yú)頭的兩側(cè)均鉸接有胸鰭，所述魚(yú)身的上方設(shè)置有背鰭，所述魚(yú)身的下方設(shè)置有氣腔，所述氣腔的下端貫穿魚(yú)身，所述氣腔中設(shè)置有氣囊，所述氣腔的下端和魚(yú)身之間設(shè)置有橡膠密封層，所述氣囊內(nèi)部設(shè)置有若干碳酸鈣顆粒和加熱絲，所述魚(yú)身內(nèi)設(shè)置有供電源，所述供電源上安裝有控制器，所述供電源和控制器電連接，所述加熱絲和控制器電連接。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：所述尾鰭鉸接在魚(yú)身的一端，所述氣囊上設(shè)置有主排氣管，所述主排氣管分成左排氣管和右排氣管，所述左排氣管通過(guò)魚(yú)身后延伸到尾鰭并且左排氣管的排氣口位于尾鰭的左側(cè)，當(dāng)左排氣管排氣時(shí)尾鰭向右擺動(dòng)，所述右排氣管通過(guò)魚(yú)身后延伸到尾鰭并且右排氣管的排氣口位于尾鰭的右側(cè)，當(dāng)右排氣管排氣時(shí)尾鰭向左擺動(dòng)，所述左排氣管與右排氣管上均設(shè)置有控制閥一，所述控制閥一和控制器電連接。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：所述胸鰭包括鉸接在魚(yú)身上的若干根支撐桿和覆蓋在若干根支撐桿上的連接膜片，所述氣囊上還設(shè)置有兩根驅(qū)動(dòng)氣管，兩根驅(qū)動(dòng)氣管分別對(duì)應(yīng)于兩胸鰭，每根所述驅(qū)動(dòng)氣管上均設(shè)置有控制閥二，所述控制閥二和控制器電連接，兩根所述驅(qū)動(dòng)氣管分別穿出魚(yú)身后固連在胸鰭上，并且驅(qū)動(dòng)氣管的噴氣口設(shè)置在胸鰭的下側(cè)面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)氣管?chē)姎鈺r(shí)，胸鰭向上擺動(dòng)。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：氣囊上設(shè)置有輔排氣管，所述輔排氣管從魚(yú)身中延伸到魚(yú)頭中，并且輔排氣管的噴氣口位于魚(yú)頭的最前端，當(dāng)輔排氣管?chē)姎鈺r(shí)，氣泡可以從魚(yú)頭的最前端噴出，所述輔排氣管上設(shè)置有控制閥三，所述控制閥三和控制器電連接。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：所述魚(yú)身的上部和背鰭上均設(shè)置有太陽(yáng)能片，所述太陽(yáng)能片與所述供電源相連。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：魚(yú)身的上部設(shè)置有信號(hào)接收器，所述信號(hào)接收器與所述控制器電連接。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：所述魚(yú)頭上設(shè)置一對(duì)攝像頭，所述攝像頭與所述控制器電連接。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：所述所述魚(yú)頭的兩側(cè)設(shè)置有深水換能器，所述深水換能器與供電源電連接。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：所述控制器是單片機(jī)。

上述的仿生機(jī)器魚(yú)中：所述供電源是蓄電池。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

1、在加熱絲加熱條件下，碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成二氧化碳和氧化鈣，產(chǎn)生上浮力，加熱絲停止加熱后，二氧化碳和氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，容易下潛。

2、左排氣管可以使得尾鰭向右擺動(dòng)，右排氣管可以使得尾鰭向左擺動(dòng)，從而推進(jìn)魚(yú)身和魚(yú)頭前進(jìn)，不使用電機(jī)、噪音小，易于隱蔽和偽裝。

3、驅(qū)動(dòng)氣管可以帶動(dòng)連接膜片和支撐桿上下擺動(dòng)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向動(dòng)力，噪音小，易于隱蔽和偽裝。

4、可以利用太陽(yáng)能和水體的壓力進(jìn)行自發(fā)電，從而減小對(duì)外界電能的依賴(lài)，提高續(xù)航的能力。

5、在本仿生機(jī)器魚(yú)快速向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)輔排氣管排氣，使得氣囊中的二氧化碳從魚(yú)頭的前端噴出，并且分布于本體的兩側(cè)形成氣體層，從而降低本體和水體之間的摩擦力，具有降低能耗，提高運(yùn)動(dòng)速度的作用。

6、因?yàn)槁菪龢七M(jìn)會(huì)產(chǎn)生尾流效應(yīng)，本仿生機(jī)器魚(yú)采用噴氣驅(qū)動(dòng)來(lái)代替螺旋槳驅(qū)動(dòng)，可以避免產(chǎn)生尾流效應(yīng)，使得本仿生機(jī)器魚(yú)的游動(dòng)更加安全，易于隱蔽和偽裝。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的控制示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：如圖1和圖2所示，標(biāo)注如下：1、氣囊；2、碳酸鈣顆粒；3、加熱絲；4、供電源；5、主排氣管；51、左排氣管；52、右排氣管；6、控制閥一；7、驅(qū)動(dòng)氣管；8、控制閥二；9、支撐桿；10、連接膜片；11、太陽(yáng)能片；12、信號(hào)接收器；13、攝像頭；14、深水換能器；15、本體；151、魚(yú)頭；152、魚(yú)身；153、背鰭；154、尾鰭；155、氣腔；156、橡膠密封層；157、胸鰭；16控制器；17、控制閥三；18、輔排氣管。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

參照?qǐng)D1和圖2，一種仿生機(jī)器魚(yú)，包括仿魚(yú)形的本體15，所述本體15包括魚(yú)身152，所述魚(yú)身152的一端設(shè)置有魚(yú)頭151，另外一端設(shè)置有尾鰭154，所述魚(yú)身152靠近魚(yú)頭151的兩側(cè)均鉸接有胸鰭157，所述魚(yú)身152的上方設(shè)置有背鰭153，所述魚(yú)身152的下方設(shè)置有氣腔155，所述氣腔155的下端貫穿魚(yú)身152，所述氣腔155中設(shè)置有氣囊1，所述氣腔155的下端和魚(yú)身152之間設(shè)置有橡膠密封層156，所述氣囊1內(nèi)部設(shè)置有若干碳酸鈣顆粒2和加熱絲3，所述魚(yú)身152內(nèi)設(shè)置有供電源4，所述供電源4上安裝有控制器16，所述供電源4和控制器16電連接，所述加熱絲3和控制器16電連接。

控制器16起到控制加熱絲3通電和斷電的作用，本功能為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

為了解決上浮下潛的目的，加熱絲3對(duì)碳酸鈣顆粒2進(jìn)行加熱，產(chǎn)生二氧化碳和氧化鈣，使得氣囊1增大，橡膠密封層156向下凸起，使得本仿生機(jī)器魚(yú)的排水量增加，整體密度變小，浮力增加實(shí)現(xiàn)上??；反之，當(dāng)加熱絲3停止對(duì)碳酸鈣顆粒2進(jìn)行加熱時(shí)，二氧化碳和氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，氣囊1中的二氧化碳減少，氣囊縮小，使得本仿生機(jī)器魚(yú)的排水量減小，整體密度變大，浮力減小實(shí)現(xiàn)下潛。

具體來(lái)說(shuō)：所述尾鰭154鉸接在魚(yú)身152的一端，所述氣囊1上設(shè)置有主排氣管5，所述主排氣管5分成左排氣管51和右排氣管52，所述左排氣管51通過(guò)魚(yú)身152后延伸到尾鰭154并且左排氣管51的排氣口位于尾鰭154的左側(cè)，當(dāng)左排氣管51排氣時(shí)尾鰭154向右擺動(dòng)，所述右排氣管52通過(guò)魚(yú)身152后延伸到尾鰭154并且右排氣管52的排氣口位于尾鰭154的右側(cè)，當(dāng)右排氣管52排氣時(shí)尾鰭154向左擺動(dòng)，所述左排氣管51與右排氣管52上均設(shè)置有控制閥一6，所述控制閥一6和控制器16電連接。

本仿生機(jī)器魚(yú)浮游在水面上或者潛在水中，通過(guò)攝像頭13觀察周邊的環(huán)境，當(dāng)加熱絲3通電加熱以后就可以產(chǎn)生二氧化碳，氣囊1由彈性材料制成，隨著氣囊1中的二氧化碳?xì)怏w增多，氣囊1會(huì)給二氧化碳?xì)怏w施加一個(gè)壓力，通過(guò)控制器16控制左排氣管51上的控制閥一6開(kāi)啟，氣囊1中的二氧化碳通過(guò)左排氣管51噴出從而帶動(dòng)尾鰭向右擺動(dòng)，然后控制器16控制左排氣管51上的控制閥一6關(guān)閉，然后控制器16控制右排氣管52的控制閥一6開(kāi)啟，氣囊1中的二氧化碳通過(guò)右排氣管52噴出從而帶動(dòng)尾鰭向左擺動(dòng)，然后重復(fù)上述操作，通過(guò)尾鰭左右擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)本仿生機(jī)器魚(yú)的前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)仿生游動(dòng)，易于隱蔽和偽裝。

具體來(lái)說(shuō)：所述胸鰭157包括鉸接在魚(yú)身152上的若干根支撐桿9和覆蓋在若干根支撐桿9上的連接膜片10，所述氣囊1上還設(shè)置有兩根驅(qū)動(dòng)氣管7，兩根驅(qū)動(dòng)氣管7分別對(duì)應(yīng)于兩胸鰭157，每根所述驅(qū)動(dòng)氣管7上均設(shè)置有控制閥二8，所述控制閥二8和控制器16電連接，兩根所述驅(qū)動(dòng)氣管7分別穿出魚(yú)身152后固連在胸鰭157上，并且驅(qū)動(dòng)氣管7的噴氣口設(shè)置在胸鰭157的下側(cè)面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)氣管7噴氣時(shí)，胸鰭157向上擺動(dòng)。

當(dāng)控制器16控制控制閥二8開(kāi)啟，氣囊1中的二氧化碳會(huì)通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣管7噴出，向下噴出的二氧化碳能夠驅(qū)動(dòng)胸鰭157向上擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)本仿生機(jī)器魚(yú)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向動(dòng)作完成后控制器16控制控制閥二8關(guān)閉，即需要向右轉(zhuǎn)向的時(shí)候，可以使得位于魚(yú)身152左側(cè)胸鰭157的下側(cè)的驅(qū)動(dòng)氣管7噴氣，帶動(dòng)左側(cè)胸鰭157上下擺動(dòng)，從而帶動(dòng)本仿生機(jī)器魚(yú)向右轉(zhuǎn)向；

同理，當(dāng)本仿生機(jī)器魚(yú)需要向左轉(zhuǎn)向時(shí)，可以使得位于魚(yú)身152右側(cè)胸鰭157下側(cè)的驅(qū)動(dòng)氣管7噴氣，帶動(dòng)右側(cè)胸鰭157上下擺動(dòng)。

具體來(lái)說(shuō)：氣囊1上設(shè)置有輔排氣管18，所述輔排氣管18從魚(yú)身152中延伸到魚(yú)頭151中，并且輔排氣管18的噴氣口位于魚(yú)頭151的最前端，當(dāng)輔排氣管18噴氣時(shí)，氣泡可以從魚(yú)頭151的最前端噴出，所述輔排氣管18上設(shè)置有控制閥三17，所述控制閥三17和控制器16電連接。

在本仿生機(jī)器魚(yú)快速向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，控制器16控制控制閥三17開(kāi)啟，氣囊1中的二氧化碳通過(guò)輔排氣管18從魚(yú)頭151的最前端排氣，從而在本體15的兩側(cè)形成氣體層，從而降低本體15和水體之間的摩擦力，具有降低能耗，提高運(yùn)動(dòng)速度的作用。

具體來(lái)說(shuō)：所述魚(yú)身152的上部和背鰭153上均設(shè)置有太陽(yáng)能片11，所述太陽(yáng)能片11與所述供電源4相連。具體來(lái)說(shuō)，所述太陽(yáng)能片11是太陽(yáng)能電池板或者是薄膜太陽(yáng)能電池，通過(guò)設(shè)置在魚(yú)身152上的太陽(yáng)能片11進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電，供給本仿生機(jī)器魚(yú)中的用電設(shè)備使用，節(jié)能環(huán)保。

具體來(lái)說(shuō)：魚(yú)身152的上部設(shè)置有信號(hào)接收器12，所述信號(hào)接收器12與所述控制器16電連接。信號(hào)接收器12用于接收外接的信號(hào)，然后把信號(hào)傳遞給控制器16，通過(guò)控制器16控制控制閥一6、控制閥二8、攝像頭13、控制閥三17以及加熱絲3工作或者不工作。

具體來(lái)說(shuō)：所述魚(yú)頭151上設(shè)置一對(duì)攝像頭13，所述攝像頭13與所述控制器16電連接?？刂破?6起到開(kāi)關(guān)的作用，本功能為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述，控制器16控制攝像頭13工作或者不工作，攝像頭13用于觀察水面和水下的情況。

具體來(lái)說(shuō)：所述魚(yú)頭151的兩側(cè)設(shè)置有深水換能器14，所述深水換能器14與供電源4電連接。深水換能器14可以把水的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆?chǔ)存到供電源4中，具體來(lái)說(shuō)，所述供電源4是蓄電池。

具體來(lái)說(shuō)：所述控制器16是單片機(jī)。單片機(jī)功能強(qiáng)大，成本低廉。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了1、氣囊；2、碳酸鈣顆粒；3、加熱絲；4、供電源；5、主排氣管；51、左排氣管；52、右排氣管；6、控制閥一；7、驅(qū)動(dòng)氣管；8、控制閥二；9、支撐桿；10、連接膜片；11、太陽(yáng)能片；12、信號(hào)接收器；13、攝像頭；14、深水換能器；15、本體；151、魚(yú)頭；152、魚(yú)身；153、背鰭；154、尾鰭；155、氣腔；156、橡膠密封層；157、胸鰭；16控制器；17、控制閥三；18、輔排氣管等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。