一种基于记忆金属控制的可变形鱼鳍的制作方法

1.本发明涉及软体机器鱼技术领域，尤其是涉及一种基于记忆金属控制的可变形鱼鳍。


背景技术：

2.机器鱼在水下游动过程中，由于水的阻力，导致其加速时会受到较大阻力，影响加速效果，并且其产生能耗问题也不可忽视。大多的机器鱼在前进加速方面，通常是利用增大对尾鳍的摆动强度，从而增大水对于鱼的推进力。但是这样的增强方式无疑使得机器鱼在水下的能耗进一步的提高，间接地降低了机器鱼在水下的续航能力。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于记忆金属控制的可变形鱼鳍，能够降低机器鱼加速前进时的阻力从而帮助机器鱼降低能耗。
4.根据本发明的一个目的，本发明提供一种基于记忆金属控制的可变形鱼鳍，包括记忆金属弹簧、软鱼鳍和鱼鳍固定架，所述鱼鳍固定架与机器鱼本体固定连接，所述软鱼鳍与所述鱼鳍固定架铰接连接，所述软鱼鳍的一端与所述记忆金属弹簧的端头部铰接连接。
5.进一步地，所述软鱼鳍包括一个动力鱼鳍和至少一个联合控制鱼鳍，至少一个所述联合控制鱼鳍设置在所述动力鱼鳍的后方，所述动力鱼鳍和所述联合控制鱼鳍的一端分别与所述鱼鳍动力架铰接连接，所述动力鱼鳍和所述联合控制鱼鳍的另一端分别与鱼鳍连接支架铰接连接。
6.进一步地，所述动力鱼鳍包括第一鱼鳍，所述联合控制鱼鳍包括第二鱼鳍、第三鱼鳍和第四鱼鳍，所述第一鱼鳍安装于最前方，所述第二鱼鳍安装于所述第一鱼鳍的后方，所述第三鱼鳍安装于所述第二鱼鳍的后方，所述第四鱼鳍安装于最后方。
7.进一步地，在初始状态下，所述软鱼鳍与水面呈90度夹角。
8.进一步地，所述记忆金属弹簧存在两种状态：未加热时为伸长状态，经过加热后，其根据记忆金属的特性变为弹簧状态。
9.进一步地，还包括软致动器，所述软致动器包括第一致动器固定架、第二致动器固定架以及软致动装置，所述第一致动器固定架安装于所述鱼鳍固定架与所述软鱼鳍的装配处，所述第二致动器固定架安装于所述鱼鳍连接支架与所述软鱼鳍的装配处，所述软致动装置的两端分别与所述第一致动器固定架和所述第二致动器固定架固定连接。
10.进一步地，所述软致动装置分别对称安装于所述软鱼鳍的两侧。
11.进一步地，所述软致动装置呈圆柱形结构。
12.进一步地，在变形完成后，所述记忆金属弹簧在驱动装置的作用下被拉伸，变成直线形态。
13.进一步地，所述驱动装置包括电机、齿轮和齿条，所述齿轮与所述电机的输出轴连接，所述齿条与齿轮啮合，所述记忆弹簧与齿条连接。
14.本发明的技术方案通过记忆金属弹簧带动软鱼鳍在鱼鳍固定架上转动，能够降低机器鱼加速前进时的阻力从而帮助机器鱼降低能耗。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例的可变形鱼鳍经过加热后，记忆金属恢复情况下的整体示意图。
17.图2为本发明实施例的可变形鱼鳍在正常状态下经过拉伸后的初始状态示意图。
18.图3为本发明实施例的可变形鱼鳍的整体结构示意图；
19.图中，1、记忆金属弹簧；2、鱼鳍固定架；3、鱼鳍连接支架；4、第一鱼鳍；5、第二鱼鳍；6、第三鱼鳍；7、第四鱼鳍；8、软致动器；9、第一致动器固定架；10、第二致动器固定架；11、软致动装置。
具体实施方式
20.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例1
24.如图1-图3所示：
25.一种基于记忆金属控制的可变形鱼鳍，包括记忆金属弹簧1、软鱼鳍和鱼鳍固定架2，鱼鳍固定架2与机器鱼本体固定连接。软鱼鳍与鱼鳍固定架2铰接连接，鱼鳍固定架2保证软鱼鳍与机器鱼的相对位置，以及将软鱼鳍固定于机器鱼上。
26.软鱼鳍的一端与记忆金属弹簧1的端头部铰接连接。记忆金属弹簧1存在两种状
态：未加热时为伸长状态，经过加热后，其根据记忆金属的特性变为弹簧状态。在初始状态下，软鱼鳍与水面呈90度夹角。本实施例所利用的金属特性，如常见的镍铁记忆金属，加热到一定温度时变为弹簧状态，对鱼鳍进行控制。
27.软鱼鳍在记忆金属弹簧1的带动下进行转动。记忆金属弹簧在驱动装置的作用下被拉伸，变成直线形态。驱动装置包括电机、齿轮和齿条，齿轮与电机的输出轴连接，齿条与齿轮啮合，记忆弹簧与齿条连接。在变形完成后，记忆金属弹簧1在齿条作用下被拉伸，变成直线形态。
28.软鱼鳍包括一个动力鱼鳍和至少一个联合控制鱼鳍，至少一个联合控制鱼鳍设置在动力鱼鳍的后方，动力鱼鳍和联合控制鱼鳍的一端分别与鱼鳍动力架2铰接连接，动力鱼鳍和联合控制鱼鳍的另一端分别与鱼鳍连接支架3铰接连接。
29.动力鱼鳍包括第一鱼鳍4，联合控制鱼鳍包括第二鱼鳍5、第三鱼鳍6和第四鱼鳍7，第一鱼鳍4安装于最前方，第二鱼鳍5安装于第一鱼鳍4的后方，第三鱼鳍6安装于第二鱼鳍5的后方，第四鱼鳍7安装于最后方，二鱼鳍、第三鱼鳍和第四鱼鳍可用于联合控制鱼鳍。
30.通过对记忆金属弹簧1进行加热，记忆金属弹簧1恢复成弹簧形态，将第一鱼鳍4转动一定角度；在第一鱼鳍4转动的同时，通过鱼鳍连接支架3带动第二鱼鳍5、第三鱼鳍6、第四鱼鳍7同时转动，实现软鱼鳍的变形。在变形完成后，恢复到正常状态时，记忆金属弹簧1在外力作用下被拉伸，变成直线形态。第一鱼鳍4转动恢复到最初状态(与水面呈90度)，第一鱼鳍4通过通过鱼鳍连接支架3带动第二鱼鳍5、第三鱼鳍6、第四鱼鳍7同时转动，实现软鱼鳍的恢复。
31.软致动器8包括第一致动器固定架9、第二致动器固定架10以及软致动装置11，第一致动器固定架9安装于鱼鳍固定架2与软鱼鳍的装配处，第二致动器固定架10安装于鱼鳍连接支架2与软鱼鳍的装配处，软致动装置11的两端分别与第一致动器固定架9和第二致动器固定架10固定连接。软致动装置11的方向可随软鱼鳍方向的改变而改变。
32.软致动装置11分别对称安装于软鱼鳍的两侧，软致动装置11呈圆柱形结构。在受到侧向力时，利用两个圆柱形的软致动装置11对称地放置在左侧和右侧，对软鱼鳍进行缓冲，降低其偏航能力。当没有受到水流侧向力的时候，鱼鳍是竖立的，此时鱼的侧面积相对较大。当受到水流侧向力的时候，鱼鳍会向相应的方向偏侧，减少鱼鳍的受力面积，从而减少受力，这样既对鱼鳍进行了缓冲，又减少了鱼的整体受力，降低偏航。
33.本发明通过记忆金属弹簧1带动软鱼鳍在鱼鳍固定架2上转动，能够降低机器鱼加速前进时的阻力从而帮助机器鱼降低能耗，以适应于鱼的各种游动行为，达到线性直线运动的效果，不仅减少相应的能源损耗。软致动器8降低了机器鱼受侧向力的影响，降低其偏航能力。
34.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。