仿生抹香鲸的制作方法

1.本发明涉及仿生学技术领域，尤其是涉及仿生抹香鲸。


背景技术：

2.仿生在具有生命之意的希腊语bion上，加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接收、信息传递、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。
3.水体中的仿生学结构有仿生鱼，现有技术中的仿生鱼在水体内部活动的时候，一般是采用气囊的方式对仿生鱼进行上浮或者下潜操作，但是单独的气囊无法让仿生鱼在水体内部保持各种姿势或者在任意地方停留，无法对水体内不同深度的水质进行检测。
4.而为了监测不同深度的水质质量，本发明提供了仿生抹香鲸。


技术实现要素：

5.本发明提供了名称为仿生抹香鲸的方案，其目的是为了解决上述背景技术中提出的关于仿生鱼无法在水体内部保持各种姿势或者在任意地方停留的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.仿生抹香鲸，包括外壳和设于外壳内部的头部组件与尾部组件；所述头部组件包括用于上浮与下潜的压载水舱系统和用于竖直栖息的压载气箱系统。
8.进一步的，所述外壳包括设置于头部组件外部的头部外壳与设置于尾部组件外部的尾部外壳，且所述头部外壳与尾部外壳之间活动连接。
9.进一步的，所述头部组件还包括安装支架，且所述安装支架与头部外壳相互连接；所述压载水舱系统包括排水舱、设置于排水舱内部的活塞及给活塞提供动力的动力组件，所述排水舱与动力组件均设置于安装支架上。
10.进一步的，所述动力组件包括设置于活塞上的齿条与减速电机，所述齿条滑动设置于安装支架上，且所述齿条上啮合有齿轮；所述齿轮设置于减速电机的输出端上。
11.进一步的，所述压载气箱系统包括尾部控制气舱、头部控制气舱、两位五通电磁换向阀与气泵，所述尾部控制气舱与头部控制气舱均通过气管与两位五通电磁换向阀连接，且所述两位五通电磁换向阀与气泵之间相互连接。
12.进一步的，所述尾部组件包括用于游动的转动滑摆机构、用于转向的转摆机构与尾鳍，所述转动滑摆机构通过固定框架设置于尾部外壳上；所述转摆机构活动设置于转动滑摆机构内部，且所述尾鳍设置于转摆结构上；所述固定框架与外壳相互连接。
13.进一步的，所述转动滑摆机构包括外框架，所述外框架设置于固定框架内部；所述外框架上设置有第一舵机；所述第一舵机的输出端上设置有转动板，且所述转动板与第一
舵机的输出端偏心连接；所述转动板上活动连接有连接板，且所述连接板同时与转摆机构转动连接。
14.进一步的，所述转摆机构包括内框架，所述内框架的外侧壁上设置有滑块；所述内框架内部设置有第二舵机，且所述第二舵机的输出端设置有转轮；所述转轮上转动设置有摆杆，且所述摆杆远离转轮的一端设置有传动杆；所述传动杆远离内框架的一端设置有尾部支架，且所述尾部支架远离传动杆的一端与尾鳍相互连接。
15.进一步的，所述尾部支架上设置有若干组仿生鱼鳍，且每组所述仿生鱼鳍包括左鱼鳍与右鱼鳍。
16.进一步的，所述尾部支架上还设置有若干个背鳍。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.头部组件中压载水舱系统与压载气箱系统的配合，使得本技术中的仿生抹香鲸能够实现上浮、下潜或者在水体内部竖直栖息的功能；
19.在此基础上，尾部组件能够对仿生抹香鲸的方向进行调整，整个仿生抹香鲸的活动动力也是由尾部组件提供，方便仿生抹香鲸实现在水体内部的各个功能。
附图说明
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
21.在附图中：
22.图1是本发明中的结构示意图；
23.图2是本发明中内部的整体结构示意图一；
24.图3是本发明中内部的整体结构示意图二；
25.图4是本发明中内部的整体结构剖视图；
26.图5是本发明中尾部组件的结构示意图；
27.图6是本发明中尾部组件的剖视图；
28.图7是本发明中尾部组件的俯视图。
29.图中：1、头部组件；101、气泵；102、排水舱；103、头部控制气舱；104、气管；106、齿轮；107、齿条；108、减速电机；109、尾部控制气舱；110、活塞；111、安装支架；112、两位五通电磁换向阀；2、尾部组件；201、转动板；202、连接板；203、外框架；204、内框架；205、仿生鱼鳍；206、滑轨；207、尾部支架；208、第三舵机；209、固定框架；210、滑块；211、背鳍；212；转轮；213、摆杆；214、传动杆；3、尾鳍。
具体实施方式
30.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的一部分实施例，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。
31.本发明提供以下技术方案:
32.如图所示，
33.仿生抹香鲸，包括头部组件1与尾部组件2，所述头部组件1与尾部组件2之间为活动连接，方便尾部组件2提供前进动力(摆动)，且所述头部组件1与尾部组件2外部套设有外壳，外壳的设置是为了让本技术中的仿生抹香鲸的外管更漂亮；
34.所述头部组件1包括安装支架111、用于上浮与下潜的压载水舱系统和用于竖直栖息的压载气箱系统，且所述压载水舱系统与压载气箱系统均设置于安装支架111上；所述安装支架111与外壳之间固定连接，用于安装压载水舱系统与压载气箱系统。
35.进一步的，所述头部组件1与尾部组件2外部套设有外壳。
36.进一步的，所述压载水舱系统包括排水舱102、设置于排水舱102内部的活塞110及给活塞110提供动力的动力组件，所述排水舱102与动力组件均设置于安装支架111上，排水舱102设置有两个，两个排水舱102对称设置于安装支架111的两侧，同时每个排水舱102上均设置有动力组件。所述排水舱102与活塞110形成针筒结构，活塞110在排水舱102内活动的时候即可将水吸进或者排出排水舱102。
37.进一步的，所述动力组件包括设置于活塞110上的齿条107与减速电机108，所述齿条107滑动设置于安装支架111上，为了实现齿条107与安装支架111之间的滑动关系，本技术中在安装支架111上设置有一个固定块，所述齿条107滑动设置于固定块上，且所述齿条107上啮合有齿轮106；所述齿轮106设置于减速电机108的输出端上。
38.为了实现上浮功能，需要减速电机108带动齿轮106及与齿轮106啮合的齿条107，是的活塞110朝向排水舱102的另一端运动，减少排水舱102内部的水量，从而增大浮力实现上浮功能；相反的，将活塞110朝向齿条107的一端移动，增加排水舱102内部的水量，当浮力等于自身的重力则实现了悬浮功能；当活塞继续朝向齿条107运动，使得自身重力大于浮力，实现下潜功能。
39.进一步的，所述压载气箱系统包括尾部控制气舱109、头部控制气舱103、两位五通电磁换向阀112与气泵101，尾部控制气舱109与头部控制气舱103分别设置于尾部组件与头部组件内，该设置方式能够通过部控制气舱109与头部控制气舱103分别调节头部与尾部的重量，从而实现姿势的变换，所述尾部控制气舱109与头部控制气舱103均通过气管104与两位五通电磁换向阀112连接，且所述两位五通电磁换向阀112与气泵101之间相互连接。
40.将本仿生抹香鲸尾部控制气舱109的气体输送到头部控制气舱103内部，增大了头部的排水量，从而增大了头部的浮力，将仿生抹香鲸转换为竖直栖息的状态；相反的，将头部控制气舱103内的气体输送至尾部控制气舱109内，则增大了尾部的排水量，从而增大了尾部的浮力，将仿生抹香鲸转换为水平或者俯冲姿态。
41.进一步的，所述尾部组件2包括用于游动的转动滑摆机构、用于转向的转摆机构与尾鳍3，所述转动滑摆机构与转摆机构通过固定框架209进行连接，且所述尾鳍3设置于转摆结构上；所述固定框架209与外壳相互连接。
42.进一步的，所述转动滑摆机构包括外框架203，所述外框架203设置于固定框架209内部；所述外框架203上设置有第一舵机，第一舵机设置于外框架203上位于头部组件的一端；所述第一舵机的输出端上设置有转动板201，且所述转动板201与第一舵机的输出端偏心连接；且所述转动板201上活动连接有连接板202；所述连接板202与转摆机构相互连接。
43.进一步的，所述外框架203的内侧壁上设置有滑轨206，且所述转摆机构上设置有与滑轨206相互配合的滑块210。
44.第一舵机带动转动板201及连接板202上下摆动；同时，滑块210在滑轨206上滑动，滑轨206起到导向的作用，保证了转摆机构在滑轨206与滑块210的配合下只能进行上下摆动，给仿生抹香鲸提供了前进的动力。
45.进一步的，所述转摆机构包括内框架204，所述滑块210设置于内框架204的外侧壁上；所述内框架204内部设置有第二舵机，且所述第二舵机的输出端设置有转轮212，转轮212的设置用于将第二舵机的转动方向进行换向操作，用于仿生抹香鲸整个尾部的左右摆动；所述转轮212上设置有摆杆213，且所述摆杆213远离转轮212的一端设置有传动杆214；所述传动杆214远离内框架204的一端设置有尾部支架207，且所述尾部支架207远离传动杆214的一端与尾鳍3相互连接。
46.第二舵机带动转轮212、摆杆213及设置于摆杆213上的传动杆214左右摆动，给仿生抹香鲸的整个尾部提供左右摆动的动力。
47.进一步的，所述尾部支架207与尾鳍3之间通过第三舵机208相互连接。第三舵机208带动尾部支架207及尾鳍3转动，用于调节仿生抹香鲸的运动方向。
48.进一步的，所述尾部支架207上设置有若干组仿生鱼鳍205，且每组所述仿生鱼鳍205包括左鱼鳍与右鱼鳍，本技术中的仿生抹香鲸设置有4组仿生鱼鳍205，即仿生抹香鲸分别设置有4个左鱼鳍与4个右鱼鳍。本技术中的内框架204的两侧也设置有一组仿生鱼鳍205，同时，内框架204上的一组仿生鱼鳍205与尾部支架207上的仿生鱼鳍205在同一水平放心上。
49.进一步的，所述尾部支架207上还设置有若干个背鳍211，本技术中的仿生抹香鲸设置有2个背鳍211，2个背鳍大小不同，靠近头部组件的背鳍211大于靠近尾鳍3的背鳍211。
50.进一步的，所述外壳内部还设置有ph检测电极、溶解氧检测电极、重金属检测电极、远程定位装置与控制器，且所述ph检测电极、溶解氧检测电极、重金属检测电极与远程定位装置均与控制器之间相互连接。
51.进一步的，所述远程定位装置包括信号检测模块、移动数据控制模块、远程定位模块与信息发送模块，且所述信号检测模块、移动数据控制模块、远程定位模块与信息发送模块均与控制器之间相互连接。
52.通过远程定位装置对仿生抹香鲸进行远程定位操作，在通过ph检测电极、溶解氧检测电极与重金属检测电极等对仿生抹香鲸的外部水体进行水质中的ph值、氧含量与重金属含量进行检测，并通过信息发送模块将检测到的信息远程发送给检测人员。
53.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。