一种用于水质探测的仿生机械鱼

1.本技术涉及水质探测技术领域，尤其涉及一种用于水质探测的仿生机械鱼。


背景技术：

2.随着机器人领域的不断发展，水下仿生机器人的也已得到较为广泛的应用，如仿生机械鱼，其常用于大型湖泊的水质探测，既可以提高水质探测的便捷性，又可以无需人员乘船，安全性高，灵活性好。
3.在实现本技术过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题，仿生机械鱼是通过模拟鱼身摆动，达到移动的目的，其相较于传统的螺旋桨叶推动等方式，可以降低对待检区域的影响，如减小水体流动，从而可以提高水质探测的精准性，但是在实际的探测过程中，由于鱼身摆动是由各个节点通过单独的舵机或电机控制的，不仅设计繁琐，而且成本较大，其次水质探测时，一般是直接通过加装的用于水质检测的传感器完成，无法取特定区域的水样进行后续的精细查验及存样，使用效果不佳，因此，提出一种用于水质探测的仿生机械鱼。


技术实现要素：

4.本技术的目的是为了解决现有技术中由于鱼身摆动是由各个节点通过单独的舵机或电机控制的，不仅设计繁琐，而且成本较大，其次水质探测时，一般是直接通过加装的用于水质检测的传感器完成，无法取特定区域的水样进行后续的精细查验及存样，使用效果不佳的问题，而提出的一种用于水质探测的仿生机械鱼。
5.为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
6.一种用于水质探测的仿生机械鱼，包括鱼头组件、鱼身组件和鱼尾组件，所述鱼身组件设置于鱼头组件和鱼尾组件之间，所述鱼头组件的侧壁固定插接有取样筒，且取样筒内设有密封机构，所述鱼身组件上设有在线检测机构，所述鱼身组件包括摆动舵机和摆动杆，所述摆动杆位于摆动舵机的输出端设置；
7.所述鱼尾组件包括第一从动节、第二从动节、第三从动节、第四从动节、主动节和鱼尾鳍，所述第一从动节、第二从动节、第三从动节、第四从动节、主动节和鱼尾鳍的侧壁均开设有凹槽，各个所述第二从动节、第三从动节、第四从动节、主动节和鱼尾鳍的侧壁均与同侧凹槽转动连接，所述第一从动节、第二从动节、第三从动节、第四从动节的侧壁两端均共同穿插有弹性软管，且两个弹性软管的端部均与主动节的侧壁固定连接，所述弹性软管的管端与摆动杆的杆壁固定连接设置。
8.优选的，所述密封机构包括固定插接与取样筒筒端的电动推杆，所述电动推杆的输出端固定设有活动块，且活动块的外侧壁固定套接有橡胶活塞套，且橡胶活塞套的外径大于取样筒的内径设置。
9.优选的，所述在线检测机构包括固定设置于鱼身组件下端的固定块，所述固定块的内部为中空设置，所述固定块的内部下侧固定插接有电导率传感器、ph传感器和浊度传
感器。
10.优选的，所述活动块远离取样筒的一端固定设有导流角锥。
11.优选的，所述固定块靠近鱼头组件一侧的侧壁下端为倾斜设置。
12.优选的，所述第一从动节、第二从动节、第三从动节、第四从动节、主动节和鱼尾鳍的外径从鱼身组件一侧至鱼尾鳍一侧呈依次递减设置。
13.与现有技术相比，本技术提供了一种用于水质探测的仿生机械鱼，具备以下有益效果：
14.1、该用于水质探测的仿生机械鱼，通过设有的鱼头组件、鱼身组件和鱼尾组件可以构成仿生机械鱼，可以用于水质探测使用，而通过设置的取样筒配合密封机构，可以便于在特定区域进行水质取样，便于后续精细检测及存样，而通过设置的摆动舵机、摆动杆、第一从动节、第二从动节、第三从动节、第四从动节、主动节和鱼尾鳍的相互配合，通过摆动舵机控制摆动杆带动弹性软管的摆动，使主动节向一侧摆动，并带动各个从动节进行相应的摆动动作，从而通过往复抽拉弹性软管，可以实现鱼尾的摆动，以推动仿生机械鱼移动，且单个舵机的设计，可以减少成本投入及设计难度，摆动流畅，能量利用充分。
15.2、该用于水质探测的仿生机械鱼，通过设有的在线检测机构，可以利用传感器进行水的电导率、ph值和浊度的在线检测，使用效果好。
16.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本技术可以便于在特定区域进行水质取样，便于后续精细检测及存样，且通过单舵机的驱动，即可实现鱼尾的流畅摆动，减少成本投入及设计难度，对检测水域的影响小，利于提高检测精准性，同时可以在线进行多项参数的检测。
附图说明
17.图1为本技术提出的一种用于水质探测的仿生机械鱼的结构示意图；
18.图2为图1中取样筒的内部结构示意图；
19.图3为图1中固定块的内部结构示意图。
20.图中：1、鱼头组件；2、鱼身组件；3、鱼尾组件；4、取样筒；5、摆动舵机；6、摆动杆；7、第一从动节；8、第二从动节；9、第三从动节；10、第四从动节；11、主动节；12、鱼尾鳍；13、弹性软管；14、电动推杆；15、活动块；16、橡胶活塞套；17、固定块；18、电导率传感器；19、ph传感器；20、浊度传感器；21、导流角锥。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.参照图1-3，一种用于水质探测的仿生机械鱼，包括鱼头组件1、鱼身组件2和鱼尾组件3，鱼身组件2设置于鱼头组件1和鱼尾组件3之间，鱼头组件1的侧壁固定插接有取样筒4，且取样筒4内设有密封机构，鱼头组件1内部还设有用于图像摄取的防水摄像头，鱼身组件2上还应设置鱼鳍结构，通过舵机控制用于控制整个装置升降及改变方向，此为现有成熟技术及常规设计，故未作过多赘述，鱼身组件2上设有在线检测机构，鱼身组件2包括摆动舵机5和摆动杆6，摆动杆6位于摆动舵机5的输出端设置；
23.鱼尾组件3包括第一从动节7、第二从动节8、第三从动节9、第四从动节10、主动节11和鱼尾鳍12，第一从动节7、第二从动节8、第三从动节9、第四从动节10、主动节11和鱼尾鳍12的侧壁均开设有凹槽，各个第二从动节8、第三从动节9、第四从动节10、主动节11和鱼尾鳍12的侧壁均与同侧凹槽转动连接，第一从动节7、第二从动节8、第三从动节9、第四从动节10的侧壁两端均共同穿插有弹性软管13，且两个弹性软管13的端部均与主动节11的侧壁固定连接，弹性软管13的管端与摆动杆6的杆壁固定连接设置。
24.密封机构包括固定插接与取样筒4筒端的电动推杆14，电动推杆14的输出端固定设有活动块15，且活动块15的外侧壁固定套接有橡胶活塞套16，且橡胶活塞套16的外径大于取样筒4的内径设置，在指定水域内的水样进入取样筒4内后，通过电动推杆14工作，可以通过活动块15带动橡胶活塞套16移动进入取样筒4内部，从而实现对取样筒4的密封，橡胶活塞套16的外径略大于取样筒4的内径。
25.在线检测机构包括固定设置于鱼身组件2下端的固定块17，固定块17的内部为中空设置，固定块17的内部下侧固定插接有电导率传感器18、ph传感器19和浊度传感器20，电导率传感器18可以测量水中离子浓度，选用型号为：ac35，ph传感器19可以测量水体的酸碱度，选用型号为：mhy-ph6，浊度传感器20可以测量水中浑浊度，选用型号为：dx-zs-1。
26.活动块15远离取样筒4的一端固定设有导流角锥21，通过此种设置，可以降低活动块15对装置移动造成的阻力影响。
27.固定块17靠近鱼头组件1一侧的侧壁下端为倾斜设置，通过此种设置，可以降低活动块17对装置移动造成的阻力影响。
28.第一从动节7、第二从动节8、第三从动节9、第四从动节10、主动节11和鱼尾鳍12的外径从鱼身组件2一侧至鱼尾鳍12一侧呈依次递减设置，通过此种设置，可以提高仿鱼的相似度，确保整个鱼尾相对顺滑。
29.本技术中，使用时，将由鱼头组件1、鱼身组件2和鱼尾组件3构成仿生机械鱼置于水中，通过摆动舵机5工作，可以带动摆动杆6往复摆动，从而可以往复拉动弹性软管13，进而可以带动主动节11往复摆动，以主动节11可以使第四从动节10、第三从动节9、第二从动节8和第一从动节7依次进行同向摆动，从而可以实现仿鱼尾摆动，以推动整个装置移动至指定区域，此时该水域水进入取样筒4内，然后通过电动推杆14带动活动块15进入取样筒4内，利用橡胶活塞套16可以对取样筒4的筒端进行密封，从而可以完成取样，最后使整个装置游回岸边即可。
30.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于水质探测的仿生机械鱼，包括鱼头组件(1)、鱼身组件(2)和鱼尾组件(3)，其特征在于，所述鱼身组件(2)设置于鱼头组件(1)和鱼尾组件(3)之间，所述鱼头组件(1)的侧壁固定插接有取样筒(4)，且取样筒(4)内设有密封机构，所述鱼身组件(2)上设有在线检测机构，所述鱼身组件(2)包括摆动舵机(5)和摆动杆(6)，所述摆动杆(6)位于摆动舵机(5)的输出端设置；所述鱼尾组件(3)包括第一从动节(7)、第二从动节(8)、第三从动节(9)、第四从动节(10)、主动节(11)和鱼尾鳍(12)，所述第一从动节(7)、第二从动节(8)、第三从动节(9)、第四从动节(10)、主动节(11)和鱼尾鳍(12)的侧壁均开设有凹槽，各个所述第二从动节(8)、第三从动节(9)、第四从动节(10)、主动节(11)和鱼尾鳍(12)的侧壁均与同侧凹槽转动连接，所述第一从动节(7)、第二从动节(8)、第三从动节(9)、第四从动节(10)的侧壁两端均共同穿插有弹性软管(13)，且两个弹性软管(13)的端部均与主动节(11)的侧壁固定连接，所述弹性软管(13)的管端与摆动杆(6)的杆壁固定连接设置。2.根据权利要求1所述的一种用于水质探测的仿生机械鱼，其特征在于，所述密封机构包括固定插接于取样筒(4)筒端的电动推杆(14)，所述电动推杆(14)的输出端固定设有活动块(15)，且活动块(15)的外侧壁固定套接有橡胶活塞套(16)，且橡胶活塞套(16)的外径大于取样筒(4)的内径设置。3.根据权利要求1所述的一种用于水质探测的仿生机械鱼，其特征在于，所述在线检测机构包括固定设置于鱼身组件(2)下端的固定块(17)，所述固定块(17)的内部为中空设置，所述固定块(17)的内部下侧固定插接有电导率传感器(18)、ph传感器(19)和浊度传感器(20)。4.根据权利要求2所述的一种用于水质探测的仿生机械鱼，其特征在于，所述活动块(15)远离取样筒(4)的一端固定设有导流角锥(21)。5.根据权利要求3所述的一种用于水质探测的仿生机械鱼，其特征在于，所述固定块(17)靠近鱼头组件(1)一侧的侧壁下端为倾斜设置。6.根据权利要求1所述的一种用于水质探测的仿生机械鱼，其特征在于，所述第一从动节(7)、第二从动节(8)、第三从动节(9)、第四从动节(10)、主动节(11)和鱼尾鳍(12)的外径从鱼身组件(2)一侧至鱼尾鳍(12)一侧呈依次递减设置。

技术总结
本申请涉及水质探测技术领域，且公开了一种用于水质探测的仿生机械鱼，包括鱼头组件、鱼身组件和鱼尾组件，所述鱼身组件设置于鱼头组件和鱼尾组件之间，所述鱼头组件的侧壁固定插接有取样筒，且取样筒内设有密封机构，所述鱼身组件上设有在线检测机构，所述鱼身组件包括摆动舵机和摆动杆，所述摆动杆位于摆动舵机的输出端设置。本申请可以便于在特定区域进行水质取样，便于后续精细检测及存样，且通过单舵机的驱动，即可实现鱼尾的流畅摆动，减少成本投入及设计难度，对检测水域的影响小，利于提高检测精准性，同时可以在线进行多项参数的检测。检测。检测。


技术研发人员：干甜 梁楸鸿 朱鑫伟 李镜远
受保护的技术使用者：江西应用科技学院
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/4/19