SMA和IPMC驱动的智能水下仿生软体机器人

技术特征：
1.sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，包括鱼头（1）、鱼身（2）和鱼尾（3）；所述鱼头（1）固定于所述鱼身（2）的前端，所述鱼身（2）的两侧分别转动连接有一个胸鳍（21），且所述胸鳍（21）受胸鳍转动装置（22）驱动实现旋转；每个所述胸鳍（21）内所嵌入至少两个ipmc驱动器；所述鱼尾（3）包括若干个尺寸不一的主鱼骨（31）、若干个同型的副鱼骨（32）、flex柔性传感器（35）、大应变sma驱动器（36）、鱼尾膜（33）以及尾鳍（34）；所述主鱼骨（31）和副鱼骨（32）依次交替铰接，所述flex柔性传感器（35）通过方孔安装在靠近鱼身的四根主鱼骨（31）中，所述大应变sma驱动器（36）由单根sma丝来回缠绕成“8”字形，安装在主鱼骨（31）和副鱼骨（32）两侧。2.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述鱼身（2）的壳体部分采用pla材料3d打印制成，通过硅胶粘合剂进行密封粘连。3.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述胸鳍转动装置（22）受sma弹簧驱动进行转动；所述胸鳍转动装置（22）包括转动端盖（221），所述转动端盖（221）与鱼身（2）通过限位卡槽进行装配并用硅胶进行粘连固定，所述胸鳍转动装置（22）还包括主转动体（222），所述主转动体（222）的一端通过转轴与所述胸鳍（21）固定连接，所述转轴贯穿过鱼身（2）壳体并与所述鱼身（2）转动连接，所述主转动体（222）内部设置有两个弧形滑槽，两个弧形滑槽内部分别装配所述sma弹簧；所述转动端盖（221）的一侧固定有两个固定块（223），且所述固定块（223）分别位于两个滑槽内部，所述sma弹簧的一端与滑槽端壁固定，另一端与固定块（223）固定。4.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述胸鳍（21）部分将ipmc驱动器内嵌后通过浇筑成型；所述胸鳍（21）采用ecflex-0030硅胶制成，硬度为15度。5.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述鱼身（2）的两侧还均安装有仿生电极（4），所述仿生电极（4）包括有发射电极和接收电极，发射电极的正负极分布在鱼身（2）同侧，接收电极位于鱼身（2）的另一侧。6.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述主鱼骨（31）、副鱼骨（32）和尾鳍（34）采用pla材料通过3d打印直接打印而成。7.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述主鱼骨（31）与副鱼骨（32）通过扇形孔与半圆销柱进行铰接连接，端部通过垫片和销钉限位，扇形孔单侧的扫掠角为8
°
。8.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述鱼尾膜（33）外形为类波纹管结构，采用ecflex-0030硅胶制成，硬度为20度，通过硅胶与鱼身（2）和尾鳍进行粘接。9.根据权利要求1所述的sma和ipmc驱动的智能水下仿生软体机器人，其特征在于，所述主鱼骨（31）两侧还设置有四根销柱，分别贯穿过所述sma驱动器（36），将其分为三段。

技术总结
本发明涉及水下机器人技术领域，尤其涉及SMA和IPMC驱动的智能水下仿生软体机器人，包括鱼头、鱼身和鱼尾；所述鱼头固定于所述鱼身的前端，所述鱼身的两侧分别转动连接有一个胸鳍，且所述胸鳍受胸鳍转动装置驱动实现旋转。本发明通过设置的鱼尾、胸鳍，并通过SMA驱动器和IPMC驱动器进行驱动，可以实现鱼尾和胸鳍的摆动，并结合胸鳍转动装置对胸鳍的角度转动，在其配合作用下，可以有效实现机器人的直线游动、左、右转弯、上浮下潜等动作，且本机器人体积较小、重量较轻、无噪声、仿生效果好，可以在进行未知水域探测时，更易于融入鱼群并进行自主巡游。主巡游。主巡游。


技术研发人员：黄霞 黄官 尹广莹 丁军
受保护的技术使用者：重庆理工大学
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/7/25