一种仿生牛鼻鳐机器人

1.该发明属于机器人技术应用领域，具体涉及到一种仿生牛鼻鳐机器人，可以应用在自然环境观测海洋生物活动、海底环境监测、海洋资源探测等，为水下研究提供新的解决方案。此外也可应用于商业、科研等其它领域。


背景技术：

2.适应各种水下复杂环境的机器人是当今机器人研究领域最为前沿的课题之一，它集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术及人工智能等多门学科于一体，反映了一个国家的智能化和自动化研究水平，同时也作为一个国家高科技实力的重要标志，各发达国家在该领域相继投入巨资开展研究。
3.鱼类推进模式主要包括尾鳍推进模式和胸鳍推进模式。尾鳍推进模式在速度、加速度和效率方面有着明显的优势；但是尾鳍推进模式运动灵活性低、运动噪声大。胸鳍推进模式在灵活性、稳定性和噪声方面有着更卓越的优势。由于胸鳍推进模式的灵活性强，可实现原地转弯；胸鳍推进模式的低噪声、低阻力，可减小水下作业时对其他生物的影响。现有仿生机器鱼为了简化设计,对自然原型的复杂机体结构特征和运动特征进行了大量简化。如采用鳍部被动变形设计，虽然这种设计使鳍部形态更接近真实鱼鳍，但其推动力明显降低，速度和加速度较低。如何克服上述缺点是当下研究的一个热点。通过研究，我们发现采用多鳍条推进方式，可以提高动力；同时，结合尾鳍和浮力系统，实现滑翔，以进一步提高续航时间。这种高效率、灵活性强、稳定性强、续航能力强的仿生机器鱼，可在复杂海底岩石面和水植物之间灵活游动，长时间工作，将具有重要的研究意义和工程价值。


技术实现要素：

4.为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种仿生牛鼻鳐机器人。该发明通过多鳍条推进方式，通过机械模拟牛鼻鳐的外形和运动；利用浮力系统实现沉浮功能；结合尾鳍和浮力系统，实现水下滑翔功能。
5.这种仿生牛鼻鳐机器人，其特征在于，包括：主体机架、控制器、驱动电机、左胸鳍、右胸鳍、尾鳍、浮力系统和皮肤；所述主体机架包括上壳体、下壳体、前挡板、后挡板和驱动固定架，上壳体与驱动固定架固定连接，驱动固定架与下壳体固定连接，下壳体分别与前挡板、后挡板固定连接；所述驱动电机包括驱动电机一、驱动电机二，所述驱动电机一与所述主体机架前挡板固定连接，所述驱动电机二与所述主体机架前挡板固定连接；所述左胸鳍包括第一驱动轴一、第一驱动轴承一、第一鳍条一、第一从动轴一、第一从动轴承一、第一驱动轴承二、第一鳍条二、第一从动轴二、第一从动轴承二、第一驱动轴承三、第一鳍条三、第一从动轴三、第一从动轴承三，所述第一驱动轴一与所述驱动电机一端面啮合连接，所述第一驱动轴一与所述第一轴承一同轴连接，所述第一驱动轴一与所述第一鳍条一端面啮合连接，所述第一鳍条一与所述第一从动轴一端面啮合连接，所述第一
从动轴一与所述第一从动轴承一同轴连接，所述第一驱动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴一与所述第一轴承二同轴连接，所述第一从动轴二与所述第一鳍条二端面啮合连接，所述第一鳍条二与所述第一从动轴二端面啮合连接，所述第一从动轴二与所述第一从动轴承二同轴连接，所述第一驱动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴二与所述第一驱动轴承三同轴连接，所述第一从动轴二与所述第一鳍条三端面啮合连接，所述第一鳍条三与所述第一从动轴三端面啮合连接，所述第一从动轴三与所述第一从动轴承三同轴连接，所述第一驱动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴三与所述驱动固定架同轴连接；所述第一鳍条一包括第一曲柄一、第一曲柄二、第一摇杆、第一连杆，所述第一曲柄一与所述第一驱动轴一端面啮合连接，所述第一曲柄一、所述第一连杆与所述第一曲柄二同一铰链连接，所述第一连杆与所述第一摇杆铰链连接，所述第一摇杆与驱动固定架铰链连接；所述第一鳍条二包括第二曲柄一、第二曲柄二、第二摇杆、第二连杆、第二鳍杆，所述第二曲柄一与所述第一从动轴一端面啮合连接，所述第二曲柄一、所述第二连杆与所述第二曲柄二同一铰链连接，所述第二连杆与所述第二摇杆铰链连接，所述第二摇杆与驱动固定架铰链连接，所述第二摇杆与第二鳍杆铰链连接，所述第二鳍杆与驱动固定架槽口连接；所述第一鳍条三包括第三曲柄一、第三曲柄二、第三摇杆、第三连杆、第三鳍杆一、第三鳍杆二，所述第三曲柄一与所述第一从动轴二端面啮合连接，所述第三曲柄一、所述第三连杆与所述第三曲柄二同一铰链连接，所述第三连杆与所述第三摇杆铰链连接，所述第三摇杆与驱动固定架铰链连接，所述第三摇杆与第三鳍杆一铰链连接，所述第三摇杆与第三鳍杆二槽口连接，所述第三鳍杆一与驱动固定架槽口连接，所述第三鳍杆一与第三鳍杆二铰链连接；所述右胸鳍包括第二驱动轴一、第二驱动轴承一、第二鳍条一、第二从动轴一、第二从动轴承一、第二驱动轴承二、第二鳍条二、第二从动轴二、第二从动轴承二、第二驱动轴承三、第二鳍条三、第二从动轴三、第二从动轴承三，所述第二驱动轴一与所述驱动电机二端面啮合连接，所述第二驱动轴一与所述第二轴承一同轴连接，所述第二驱动轴一与所述第二鳍条一端面啮合连接，所述第二鳍条一与所述第二从动轴一端面啮合连接，所述第二从动轴一与所述第二从动轴承一同轴连接，所述第二驱动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴一与所述第二轴承二同轴连接，所述第二从动轴二与所述第二鳍条二端面啮合连接，所述第二鳍条二与所述第二从动轴二端面啮合连接，所述第二从动轴二与所述第二从动轴承二同轴连接，所述第二驱动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴二与所述第二驱动轴承三同轴连接，所述第二从动轴二与所述第二鳍条三端面啮合连接，所述第二鳍条三与所述第二从动轴三端面啮合连接，所述第二从动轴三与所述第二从动轴承三同轴连接，所述第二驱动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴三与所述驱动固定架同轴
连接。
6.所述第二鳍条一与所述第一鳍条一结构相同，各部件与驱动固定架连接方式相同；所述第二鳍条二与所述第一鳍条二结构相同，各部件与驱动固定架连接方式相同；所述第二鳍条三与所述第一鳍条三结构相同，各部件与驱动固定架连接方式相同。
7.进一步地，所述左胸鳍可以包括多个第一鳍条一、多个第一鳍条二、多个第一鳍条三，所述右胸鳍与所述左胸鳍沿着驱动固定架中轴面结构对称。
8.进一步地，所述浮力系统包括储水器固定架、储水器、水泵、电磁阀，所述储水器固定架与所述后挡板固定连接，所述储水器与所述储水器固定架固定连接，所述储水器与所述水泵管道连接，所述水泵与所述电磁阀管道连接，所述电磁阀与所述后档板管道连接进一步地，所述尾鳍包括舵机、舵机固定架、舵机臂、尾部鳍，所述舵机固定架与所述下壳体固定连接，所述舵机固定架与所述舵机固定连接，所述舵机与所述舵机臂固定连接，所述舵机臂与所述尾部鳍固定连接。
9.进一步地，所述控制器包括信息采集器、微处理器、电池管理器、电机驱动器、通信器，所述信息采集器的输出端与所述微处理器的输入端电连接，所述电池管理器的输出端与所述微处理器的输入端电连接，所述电池管理器的输出端与所述电机驱动器的输入端电连接，所述通信器的输出端与所述微处理器的输入端电连接，所述微处理器的输出端与所述通信器的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述舵机的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述驱动电机一的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述驱动电机二的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述水泵的输入端电连接，所述微处理器的输出端与所述电磁阀的输入端电连接。
10.进一步地，所述皮肤采用弹性材料，并覆盖于主体机架、左胸鳍、右胸鳍、尾鳍的外部。
11.本发明的技术效果和优点：该一种仿生牛鼻鳐机器人可在水下高灵活性的运动，具有原地转弯的能力，具有效率高、环境保护能力强的特点。本发明结构简单、控制方便。本发明结构设计巧妙、体积小、质量轻、续航能力强、加工生产方便，可为复杂的水下环境平台提供解决方案。
附图说明
12.图1为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的示意图。
13.图2为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的总体图。
14.图3为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的斜视图总体图1。
15.图4为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的斜视图总体图2。
16.图5为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的左胸鳍示意图。
17.图6为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的右胸鳍示意图。
18.图7为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的尾鳍示意图。
19.图8为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的第一鳍条一示意图。
20.图9为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的第一鳍条二示意图。
21.图10为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的第一鳍条三示意图。
22.图11为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的浮力系统示意图。
23.图12为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的控制器结构框图。
24.图13为本发明一种仿生牛鼻鳐机器人的电气结构框图。
25.图2-11中标号名称：1.上壳体 2.下壳体 3.驱动固定架 4.后挡板 5.前挡板 6.驱动电机一 7. 第一驱动轴一 8. 第一从动轴承一 9. 第一从动轴二 10. 驱动电机二 11. 第二驱动轴一 12. 第二从动轴一 13. 第二从动轴二 14. 舵机臂 15. 舵机固定架 16. 舵机 17. 尾部鳍 18. 第一曲柄二 19. 第一曲柄一 20. 第一连杆 21. 第一摇杆 22. 第二曲柄二 23.第二曲柄一 24. 第二连杆 25. 第二摇杆 26. 第二鳍杆 27. 第三曲柄二 28. 第三曲柄一 29. 第三连杆 30. 第三摇杆 31. 第三鳍杆一 32. 第三鳍杆二 33.阀 34.储水器固定架 35. 水泵。
具体实施方案
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
27.结合图1-10，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括主体机架、控制器、驱动电机、左胸鳍、右胸鳍、尾鳍、浮力系统和皮肤。其中，主体机架包括上壳体、下壳体、前挡板、后挡板和驱动固定架，上壳体与驱动固定架通过螺钉固定连接，驱动固定架与下壳体通过螺钉固定连接，下壳体分别与前挡板、后挡板通过密封圈和螺钉进行密封固定。主体机架结构左右对称，以提高机器人在水下运动时的稳定性。控制器固定于下壳体、前挡板、后挡板，并进行胶封防水。驱动电机固定于前挡板，采用水封进行防水。左胸鳍与右胸鳍沿驱动固定架中轴面结构对称。皮肤采用弹性材料，并覆盖于主体机架、左胸鳍、右胸鳍、尾鳍的外部。
28.结合图3-6，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括驱动电机一、驱动电机二，驱动电机一与主体机架前挡板之间安装有轴承以减少运动摩擦，并通过v10橡胶水封进行防水处理。驱动电机二与主体机架前挡板固定的方式与驱动电机一完全相同。驱动电机一与驱动电机二沿前挡板中轴面结构对称。
29.结合图5，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括左胸鳍包括第一驱动轴一、第一驱动轴承一、第一鳍条一、第一从动轴一、第一从动轴承一、第一驱动轴承二、第一鳍条二、第一从动轴二、第一从动轴承二、第一驱动轴承三、第一鳍条三、第一从动轴三、第一从动轴承三，所述第一驱动轴一与所述驱动电机一端面啮合连接，所述第一驱动轴一与所述第一轴承一同轴连接，所述第一驱动轴一与所述第一鳍条一端面啮合连接，所述第一鳍条一与所述第一从动轴一端面啮合连接，所述第一从动轴一与所述第一从动轴承一同轴连接，所述第一驱动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴一与所述第一轴承二同轴连接，所述第一从动轴二与所述第一鳍条二端面啮合连接，所述第一鳍条二与所述第一从动轴二端面啮合连接，所述第一从动轴二与所述第一从动轴承二同轴连接，所述第一驱动轴承二与所述驱动固定架固定连
接，所述第一从动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴二与所述第一驱动轴承三同轴连接，所述第一从动轴二与所述第一鳍条三端面啮合连接，所述第一鳍条三与所述第一从动轴三端面啮合连接，所述第一从动轴三与所述第一从动轴承三同轴连接，所述第一驱动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴三与所述驱动固定架同轴连接。其中，第一驱动轴承一、第一从动轴承一、第一驱动轴承二、第一从动轴承二、第一驱动轴承三、第一从动轴承三采用s304不锈钢材料，端面采用胶盖密封。电机可以采用行星减速直流电机，以满足多鳍条驱动所需高扭矩。
30.结合图6，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括第二驱动轴一、第二驱动轴承一、第二鳍条一、第二从动轴一、第二从动轴承一、第二驱动轴承二、第二鳍条二、第二从动轴二、第二从动轴承二、第二驱动轴承三、第二鳍条三、第二从动轴三、第二从动轴承三，所述第二驱动轴一与所述驱动电机二端面啮合连接，所述第二驱动轴一与所述第二轴承一同轴连接，所述第二驱动轴一与所述第二鳍条一端面啮合连接，所述第二鳍条一与所述第二从动轴一端面啮合连接，所述第二从动轴一与所述第二从动轴承一同轴连接，所述第二驱动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴一与所述第二轴承二同轴连接，所述第二从动轴二与所述第二鳍条二端面啮合连接，所述第二鳍条二与所述第二从动轴二端面啮合连接，所述第二从动轴二与所述第二从动轴承二同轴连接，所述第二驱动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴二与所述第二驱动轴承三同轴连接，所述第二从动轴二与所述第二鳍条三端面啮合连接，所述第二鳍条三与所述第二从动轴三端面啮合连接，所述第二从动轴三与所述第二从动轴承三同轴连接，所述第二驱动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴三与所述驱动固定架同轴连接。其中，第二驱动轴承一、第二从动轴承一、第二驱动轴承二、第二从动轴承二、第二驱动轴承三、第二从动轴承三采用s304不锈钢材料，端面采用胶盖密封。电机可以采用行星减速直流电机，以满足多鳍条驱动所需高扭矩。左胸鳍与右胸鳍沿主体机架中轴面结构对称。
31.结合图7，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括舵机、舵机固定架、舵机臂、尾部鳍。舵机固定架与下壳体通过螺钉固定连接，舵机固定架与舵机通过螺钉固定连接，舵机与舵机臂固定连接，舵机壁与尾部鳍通过螺钉固定连接。舵机采用全防水舵机型号。有本实施例中，舵机臂采用u型金属臂，舵机固定架采用金属材质。尾部鳍采用空腔结构。
32.结合图8-10，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括第一鳍条一、第一鳍条二、第一鳍条三。当驱动电机一提供固定角速度时，第一鳍条一的a点、第一鳍条二的b点、第一鳍条三的c点在y轴上的运动轨迹接近于牛鼻鳐胸鳍的运动轨迹，类似正弦运动规律。第一鳍条一、第一鳍条二、第一鳍条三通过第一从动轴一、第一从动轴二的啮合位置不同，实现鳍条运动的相位差。第二鳍条一与第一鳍条一结构相同，第二鳍条二与第一鳍条二结构相同，第二鳍条三与第一鳍条三结构相同。右胸鳍与左胸鳍沿主体机架中轴面结构对称。
33.结合图11，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括储水器固定架、储水器、水泵、阀。储水器固定架与后挡板固定连接，储水器与储水器固定架固定连接，储水器与水泵管道连接，水泵与阀管道连接。储水器采用可变形的弹性材料，固定于储水器固定架内部。电磁
阀采用一种常闭型电磁控制阀。微处理器通过电机驱动器采用pwm波（pwm波，即占空比可变的脉冲波形）控制水泵的正转、反转、调速、停转功能。当水泵转动时，微处理器通过控制信号打开电磁阀，在水泵的转动下，水流入或流出储水器。
34.结合图12-13，本实施例为一种仿生牛鼻鳐机器人，包括信息采集器、微处理器、电池管理器、电机驱动器、通信器。其中，信息采集器的输出端与微处理器的输入端电连接，电池管理器的输出端与微处理器的输入端电连接，通信器的输出端与微处理器的输入端电连接，微处理器的输出端与通信器的输入端电连接，微处理器的输出端与舵机的输入端电连接，微处理器的输出端与驱动电机一的输入端电连接，微处理器的输出端与驱动电机二的输入端电连接，电机驱动器的输出端与水泵的输入端电连接，微处理器的输出端与电磁阀的输入端电连接。信息采集器包括imu传感器和/或压力传感器和/或红外传感器和/或速度传感器和/或摄像头；微处理器可采用树莓派与arduino协同工作；电池管理器可采用2节5000mah锂电池供电，并通过电池管理系统给微处理器、驱动电机一、驱动电机二、舵机、水泵等电气设备供电；通信器可采用wifi模块，实现机器人与外界的双向通信。在电池管理器供电的情况下，信息采集器将电压信号发给微处理器，微处理器按照通信器的指令或者已经存储好的指令，分别向电机驱动器输出四种pwm波控制驱动电机一、驱动电机二、舵机、水泵的工作。微处理器通过电压控制信号，控制电磁阀的开闭。
35.控制过程：微处理器输出控制信号，驱动电机驱动器，电机驱动器驱动驱动电机一、驱动电机二、舵机和水泵，进而带动左胸鳍、右胸鳍、尾鳍工作，储水器水量变化，实现机器人在水中的立体运动。
36.1)垂直运动：机器人在垂直运动时，水泵进行工作。通过向储水器中注水，实现下沉运动；通过向储水器中排水，实现上浮运动。
37.2)前进运动：机器人在前进运动时，驱动电机一和驱动电机二以相同大小的转速，转速方向不同，实现向前运动。
38.3)后退运动：机器人在后退运动时，驱动电机一和驱动电机二以相同大小的转速，转速方向与前进运动方向不同，实现后退运动。
39.4)转向运动：机器人在转向运动时，左胸鳍与右胸鳍速度不同；当左胸鳍速度快时，机器人向右转；当右胸鳍速度快时，机器人向左转；当左右胸鳍转速大小与方向相同时，机器人原地转向。
40.滑翔运动：调整尾鳍角度和储水器的水量，机器人可以实现滑翔运动。

技术特征：
1.一种仿生牛鼻鳐机器人，其特征在于，包括：主体机架、控制器、驱动电机、左胸鳍、右胸鳍、尾鳍、浮力系统和皮肤；所述主体机架包括上壳体、下壳体、前挡板、后挡板和驱动固定架，上壳体与驱动固定架固定连接，驱动固定架与下壳体固定连接，下壳体分别与前挡板、后挡板固定连接；所述驱动电机包括驱动电机一、驱动电机二，所述驱动电机一与所述主体机架前挡板固定连接，所述驱动电机二与所述主体机架前挡板固定连接；所述左胸鳍包括第一驱动轴一、第一驱动轴承一、第一鳍条一、第一从动轴一、第一从动轴承一、第一驱动轴承二、第一鳍条二、第一从动轴二、第一从动轴承二、第一驱动轴承三、第一鳍条三、第一从动轴三、第一从动轴承三，所述第一驱动轴一与所述驱动电机一端面啮合连接，所述第一驱动轴一与所述第一轴承一同轴连接，所述第一驱动轴一与所述第一鳍条一端面啮合连接，所述第一鳍条一与所述第一从动轴一端面啮合连接，所述第一从动轴一与所述第一从动轴承一同轴连接，所述第一驱动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴一与所述第一轴承二同轴连接，所述第一从动轴二与所述第一鳍条二端面啮合连接，所述第一鳍条二与所述第一从动轴二端面啮合连接，所述第一从动轴二与所述第一从动轴承二同轴连接，所述第一驱动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴二与所述第一驱动轴承三同轴连接，所述第一从动轴二与所述第一鳍条三端面啮合连接，所述第一鳍条三与所述第一从动轴三端面啮合连接，所述第一从动轴三与所述第一从动轴承三同轴连接，所述第一驱动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第一从动轴三与所述驱动固定架同轴连接；所述第一鳍条一包括第一曲柄一、第一曲柄二、第一摇杆、第一连杆，所述第一曲柄一与所述第一驱动轴一端面啮合连接，所述第一曲柄一、所述第一连杆与所述第一曲柄二同一铰链连接，所述第一连杆与所述第一摇杆铰链连接，所述第一摇杆与驱动固定架铰链连接；所述第一鳍条二包括第二曲柄一、第二曲柄二、第二摇杆、第二连杆、第二鳍杆，所述第二曲柄一与所述第一从动轴一端面啮合连接，所述第二曲柄一、所述第二连杆与所述第二曲柄二同一铰链连接，所述第二连杆与所述第二摇杆铰链连接，所述第二摇杆与驱动固定架铰链连接，所述第二摇杆与第二鳍杆铰链连接，所述第二鳍杆与驱动固定架槽口连接；所述第一鳍条三包括第三曲柄一、第三曲柄二、第三摇杆、第三连杆、第三鳍杆一、第三鳍杆二，所述第三曲柄一与所述第一从动轴二端面啮合连接，所述第三曲柄一、所述第三连杆与所述第三曲柄二同一铰链连接，所述第三连杆与所述第三摇杆铰链连接，所述第三摇杆与驱动固定架铰链连接，所述第三摇杆与第三鳍杆一铰链连接，所述第三摇杆与第三鳍杆二槽口连接，所述第三鳍杆一与驱动固定架槽口连接，所述第三鳍杆一与第三鳍杆二铰链连接；所述右胸鳍包括第二驱动轴一、第二驱动轴承一、第二鳍条一、第二从动轴一、第二从动轴承一、第二驱动轴承二、第二鳍条二、第二从动轴二、第二从动轴承二、第二驱动轴承三、第二鳍条三、第二从动轴三、第二从动轴承三，所述第二驱动轴一与所述驱动电机二端面啮合连接，所述第二驱动轴一与所述第二轴承一同轴连接，所述第二驱动轴一与所述第
二鳍条一端面啮合连接，所述第二鳍条一与所述第二从动轴一端面啮合连接，所述第二从动轴一与所述第二从动轴承一同轴连接，所述第二驱动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承一与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴一与所述第二轴承二同轴连接，所述第二从动轴二与所述第二鳍条二端面啮合连接，所述第二鳍条二与所述第二从动轴二端面啮合连接，所述第二从动轴二与所述第二从动轴承二同轴连接，所述第二驱动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承二与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴二与所述第二驱动轴承三同轴连接，所述第二从动轴二与所述第二鳍条三端面啮合连接，所述第二鳍条三与所述第二从动轴三端面啮合连接，所述第二从动轴三与所述第二从动轴承三同轴连接，所述第二驱动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴承三与所述驱动固定架固定连接，所述第二从动轴三与所述驱动固定架同轴连接。所述第二鳍条一与所述第一鳍条一结构相同，各部件与驱动固定架连接方式相同；所述第二鳍条二与所述第一鳍条二结构相同，各部件与驱动固定架连接方式相同；所述第二鳍条三与所述第一鳍条三结构相同，各部件与驱动固定架连接方式相同。2.根据权利要求1仿生牛鼻鳐机器人，其特征在于：所述左胸鳍可以包括多个第一鳍条一、多个第一鳍条二、多个第一鳍条三，所述右胸鳍与所述左胸鳍沿着驱动固定架中轴面结构对称。3.根据权利要求1仿生牛鼻鳐机器人，其特征在于：所述浮力系统包括储水器固定架、储水器、水泵、电磁阀，所述储水器固定架与所述后挡板固定连接，所述储水器与所述储水器固定架固定连接，所述储水器与所述水泵管道连接，所述水泵与所述电磁阀管道连接，所述电磁阀与所述后档板管道连接。4.根据权利要求1仿生牛鼻鳐机器人，其特征在于：所述尾鳍包括舵机、舵机固定架、舵机臂、尾部鳍，所述舵机固定架与所述下壳体固定连接，所述舵机固定架与所述舵机固定连接，所述舵机与所述舵机臂固定连接，所述舵机臂与所述尾部鳍固定连接。5.根据权利要求1仿生牛鼻鳐机器人，其特征在于：所述控制器包括信息采集器、微处理器、电池管理器、电机驱动器、通信器，所述信息采集器的输出端与所述微处理器的输入端电连接，所述电池管理器的输出端与所述微处理器的输入端电连接，所述电池管理器的输出端与所述电机驱动器的输入端电连接，所述通信器的输出端与所述微处理器的输入端电连接，所述微处理器的输出端与所述通信器的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述舵机的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述驱动电机一的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述驱动电机二的输入端电连接，所述电机驱动器的输出端与所述水泵的输入端电连接，所述微处理器的输出端与所述电磁阀的输入端电连接。6.根据权利要求1仿生牛鼻鳐机器人，其特征在于：所述皮肤采用弹性材料，并覆盖于主体机架、左胸鳍、右胸鳍、尾鳍的外部。

技术总结
本发明公开了一种仿生牛鼻鳐机器人，主要的结构包括主体机架、控制器、驱动电机、左胸鳍、右胸鳍、尾鳍、浮力系统和皮肤；其中，驱动电机位于主体机架的头部，并与左右胸鳍啮合连接；驱动电机与控制器电连接，通过不同的控制信号和机械设计，实现仿生机械模拟和对牛鼻鳐的外形模拟。尾鳍与主体机架固定件连接，尾鳍和水泵共同作用实现滑翔功能；利用浮力系统实现沉浮运动。仿生鱼水下机器人具有体积小、重量轻、灵活性强、稳定性强、噪声小的特点；由此，机器人可进行各种水下工作，如：环境检测、资源探测、物种识别等，具有重要研究意义和应用价值。值。值。


技术研发人员：麦文 张曼
受保护的技术使用者：四川师范大学
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2023/6/3