一种用于水质监测的仿生剑鱼

1.本实用新型涉及仿生鱼技术领域，具体为一种用于水质监测的仿生剑鱼。


背景技术：

2.2012年英国哥伦比亚大学bioleau根据蝴蝶鲼胸鳍的构型和运动学参数，采用记忆合金(sma)丝作为驱动器，建立了二维摆动胸鳍的试验平台。该仿生胸鳍在静态情况下可以达到类蝴蝶鲼胸鳍的变形幅度，但由于sma丝本身特性以及装配的问题，在运动状态下的变形与蝴蝶鲼差别较大。水槽试验显示其能够产生推进力。
3.2016年开始，北京航空航天大学机器人所相关研究人员利用柔性橡胶薄板作为鳍面材料，碳纤维杆作为前缘鳍骨，制作了简化的仿蝠鲼胸鳍，并进行了静水推力测试试验。试验结果显示，该仿生胸鳍能够通过正弦摆动运动产生推进力，且随着仿生胸鳍摆动频率和摆动幅度的增大，推进力明显增加。在摆动频率为0.8hz，摆动幅度40
°
的情况下，平均推进力达到0.85n的最大值。实际研制样机试验结果证明，此仿生胸鳍产生的推进力足够实现仿生鱼样机推进；
4.目前水产养殖中不能够实时动态检测水质的问题，运用现有的仿生鱼将导致成本高，不能够在民用市场普及；体积大，缺乏便捷性；污染源不能够精确定位的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决上述技术问题，从而提供了一种用于水质监测的仿生剑鱼；
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供以下的技术方案：
7.本实用新型提供了一种用于水质监测的仿生剑鱼，
8.包括壳体、底座，所述底座设置在所述壳体内，所述底座的前端设置有第一舵机，所述第一舵机的输出轴连接有第一连杆，所述第一连杆的两端分别贯穿所述壳体的左右侧壁，且延伸至所述壳体外，位于所述壳体外的所述第一连杆上设置有胸鳍，所述第一舵机的输出轴转动，从而带动所述第一连杆上下摆动，进而带动所述壳体左右端的所述胸鳍上下摆动；
9.所述底座的后端设置有第二舵机，所述第二舵机的输出轴连接有第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端贯穿所述壳体的后端侧壁，且延伸至所述壳体外，位于所述壳体外的所述第二连杆上设置有鱼尾，所述第二舵机的输出轴转动，从而带动所述第二连杆左右摆动，进而带动所述壳体后端的所述鱼尾左右摆动；
10.所述胸鳍上设置有动力结构，所述动力结构用以带动所述胸鳍与所述壳体整体前行。
11.可选的，所述壳体的前端设置有尖刺，所述尖刺用以在所述壳体整体运行过程中进行劈水。
12.可选的，所述动力结构包括电机、螺旋桨，所述电机设置在所述胸鳍的侧壁上，所
述螺旋桨与所述电机的输出轴连接，所述电机的输出轴转动，从而带动所述螺旋桨转动，进而带动所述胸鳍前行。
13.可选的，所述壳体的侧壁设置有水下摄像头、照明灯，所述水下摄像头与所述照明灯用以水下进行探测，所述底座内还设置有水泵、水箱，所述水泵的进水口与所述壳体的外界连通，所述水泵的出水口与所述水箱连通，所述水泵与所述水箱用以实现所述仿生剑鱼的上浮下潜。
14.可选的，所述壳体上还设置有水质探测器，所述水质探测器用以对所述水质进行监测。
15.可选的，所述底座上设置有单片机，所述水下摄像头、水质探测器、照明灯、电机、第一舵机、第二舵机均与所述单片机电连接，所述单片机上还设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于与操作人员的手机信号连接，从而实现在手机上实时检测和控制仿生鱼的操作。
16.本实用新型有益效果
17.(1)本实用新型通过第一连杆、第二连杆的设计，可以实现全方位自由运动，大大提高运动过程中的灵活性，并且动力机构与尖刺的配合具有推进效率高、机动性能好、噪声低、隐蔽性能高等优势，结构简单，大大降低生产成本。
18.(2)本实用新型水下摄像头、水质探测器的设置，可以实现动态水质监测和水下地图绘制，照明灯的设置便于提高监测过程中的清晰度，为监测过程进行照明。
附图说明
19.图1为本实用新型结构主视图。
20.图2为本实用新型结构仰视图。
21.图3为本实用新型主视结构剖视图。
22.图4为本实用新型仰视结构剖视图。
23.附图标记说明：1-壳体，2-第一舵机，3-第一连杆，4-胸鳍，5-第二舵机，6-第二连杆，7-鱼尾，8-尖刺，9-电机，10-螺旋桨，11-水下摄像头，12-照明灯，13-水泵，14-水箱，15-水质探测器，16-单片机。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例
26.如图1-图4所示，本实用新型提供了一种用于水质监测的仿生剑鱼，
27.包括壳体1、底座，所述底座设置在所述壳体1内，所述底座的前端设置有第一舵机2，所述第一舵机2的输出轴连接有第一连杆3，所述第一连杆3的两端分别贯穿所述壳体1的左右侧壁，且延伸至所述壳体1外，位于所述壳体1外的所述第一连杆3上设置有胸鳍4，所述第一舵机2的输出轴转动，从而带动所述第一连杆3上下摆动，进而带动所述壳体1左右端的所述胸鳍4上下摆动；
28.所述底座的后端设置有第二舵机5，所述第二舵机5的输出轴连接有第二连杆6的一端，所述第二连杆6的另一端贯穿所述壳体1的后端侧壁，且延伸至所述壳体1外，位于所述壳体1外的所述第二连杆6上设置有鱼尾7，所述第二舵机5的输出轴转动，从而带动所述第二连杆6左右摆动，进而带动所述壳体1后端的所述鱼尾7左右摆动；在本实施例中，所述第二连杆6具体采用连杆、万向节、t字头依次连接，从而便于鱼尾7实现左右摆动的功能，但并不局限于此结构，根据所需设置即可；
29.所述胸鳍4上设置有动力结构，所述动力结构用以带动所述胸鳍4与所述壳体1整体前行，所述动力结构包括电机9、螺旋桨10，所述电机9设置在所述胸鳍4的侧壁上，所述螺旋桨10与所述电机9的输出轴连接，所述电机9的输出轴转动，从而带动所述螺旋桨10转动，进而带动所述胸鳍4前行；
30.所述壳体1的前端设置有尖刺8，所述尖刺8用以在所述壳体1整体运行过程中进行劈水，降低水液的阻力，进而提高前行速率；
31.所述壳体1的侧壁设置有水下摄像头11、照明灯12，所述水下摄像头11与所述照明灯12用以水下进行探测，所述底座内还设置有水泵13、水箱14，所述水泵13的进水口与所述壳体1的外界连通，所述水泵13的出水口与所述水箱14连通，所述水泵13与所述水箱14用以实现所述仿生剑鱼的上浮下潜；
32.所述壳体1上还设置有水质探测器15，所述水质探测器15用以对所述水质进行监测；
33.所述底座上设置有单片机16，所述水下摄像头11、水质探测器15、照明灯12、电机9、第一舵机2、第二舵机5均与所述单片机16电连接，所述单片机16上还设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于与操作人员的手机信号连接，从而实现在手机上实时检测和控制仿生鱼的操作，在本实施例中，所述单片机16采用stc89c52/51型号，单片机16的设置便于操作人员实时操作与实时观测，提高使用过程中安全性与稳定性；
34.本实用新型在使用过程中，首先打开水泵13开关，水泵13的进水口用以将外界水液抽送至水箱14内，从而实现仿生剑鱼的下潜，当需要上浮时，只需水泵13将水箱14内的水液抽送至外界即可，从而实现了仿生剑鱼的下潜与上浮的作用，大大提高使用过程中的灵活性；当需要仿生剑鱼前行时，打开电机9开关，电机9的输出轴转动，从而带动螺旋桨10转动，进而带动胸鳍4前行，胸鳍4在前行过程中当需要调整方向时，第一舵机2的输出轴转动，从而带动第一连杆3上下摆动，进而带动壳体1左右端的胸鳍4上下摆动，第二舵机5的输出轴转动，从而带动所述第二连杆6左右摆动，进而带动所述壳体1后端的所述鱼尾7左右摆动，通过第一连杆3、第二连杆6的设计，可以实现全方位自由运动，大大提高运动过程中的灵活性，并且动力机构与尖刺8的配合具有推进效率高、机动性能好、噪声低、隐蔽性能高等优势，结构简单，大大降低生产成本；
35.本实用新型水下摄像头11、水质探测器15的设置，可以实现动态水质监测和水下地图绘制，照明灯12的设置便于提高监测过程中的清晰度，为监测过程进行照明。
36.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均
应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于水质监测的仿生剑鱼，其特征在于，所述仿生剑鱼包括壳体、底座，所述底座设置在所述壳体内，所述底座的前端设置有第一舵机，所述第一舵机的输出轴连接有第一连杆，所述第一连杆的两端分别贯穿所述壳体的左右侧壁，且延伸至所述壳体外，位于所述壳体外的所述第一连杆上设置有胸鳍，所述第一舵机的输出轴转动，从而带动所述第一连杆上下摆动，进而带动所述壳体左右端的所述胸鳍上下摆动；所述底座的后端设置有第二舵机，所述第二舵机的输出轴连接有第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端贯穿所述壳体的后端侧壁，且延伸至所述壳体外，位于所述壳体外的所述第二连杆上设置有鱼尾，所述第二舵机的输出轴转动，从而带动所述第二连杆左右摆动，进而带动所述壳体后端的所述鱼尾左右摆动；所述胸鳍上设置有动力结构，所述动力结构用以带动所述胸鳍与所述仿生剑鱼整体前行。2.根据权利要求1所述的一种用于水质监测的仿生剑鱼，其特征在于，所述壳体的前端设置有尖刺，所述尖刺用以在所述仿生剑鱼整体运行过程中进行劈水。3.根据权利要求1所述的一种用于水质监测的仿生剑鱼，其特征在于，所述动力结构包括电机、螺旋桨，所述电机设置在所述胸鳍的侧壁上，所述螺旋桨与所述电机的输出轴连接，所述电机的输出轴转动，从而带动所述螺旋桨转动，进而带动所述胸鳍前行。4.根据权利要求3所述的一种用于水质监测的仿生剑鱼，其特征在于，所述壳体的侧壁设置有水下摄像头、照明灯，所述水下摄像头与所述照明灯用以水下进行探测，所述底座内还设置有水泵、水箱，所述水泵的进水口与所述壳体的外界连通，所述水泵的出水口与所述水箱连通，所述水泵与所述水箱用以实现所述仿生剑鱼的上浮下潜。5.根据权利要求4所述的一种用于水质监测的仿生剑鱼，其特征在于，所述壳体上还设置有水质探测器，所述水质探测器用以对所述水质进行监测。6.根据权利要求5所述的一种用于水质监测的仿生剑鱼，其特征在于，所述底座上设置有单片机，所述水下摄像头、水质探测器、照明灯、电机、第一舵机、第二舵机均与所述单片机电连接，所述单片机上还设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于与操作人员的手机信号连接，从而实现在手机上实时检测和控制仿生鱼的操作。

技术总结
本实用新型公开了一种用于水质监测的仿生剑鱼，所述仿生剑鱼包括壳体、底座，所述底座设置在所述壳体内，所述底座的前端设置有第一舵机，所述第一舵机的输出轴连接有第一连杆，所述第一连杆的两端分别贯穿所述壳体的左右侧壁，位于所述壳体外的所述第一连杆上设置有胸鳍，所述底座的后端设置有第二舵机，所述第二舵机的输出轴连接有第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端贯穿所述壳体的后端侧壁，位于所述壳体外的所述第二连杆上设置有鱼尾，所述胸鳍上设置有动力结构，所述动力结构用以带动所述胸鳍与所述仿生剑鱼整体前行。本实用新型通过第一连杆、第二连杆的设计，可以实现全方位自由运动，大大提高运动过程中的灵活性。大大提高运动过程中的灵活性。大大提高运动过程中的灵活性。


技术研发人员：吕文昊 李森 朱文韬 李冠华 潘萍 余卓骅 蒋吴曦 周明 李敏
受保护的技术使用者：南昌交通学院
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/6/8