1.本实用新型涉及仿生机器鱼技术领域，具体涉及一种通过柔性拉带机构驱动的机器鱼。
背景技术：
2.水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。
3.仿生机器鱼,作为一种高效、高机动的水下机器人,得到研究人员的广泛关注。与普通的水下推进器相比，鱼类的游动具有推进效率高、机动性能好、隐蔽性能好等优点。仿生机器鱼作为鱼类推进器和机器人技术的结合点，由于兼备自然生物的特性，仿生机器鱼比普通水下机器人的能量利用率更高，能深入复杂的水域环境，在水底探测、救援、搜索等工作中发挥着巨大潜力。
4.现有的仿生机器鱼种类繁多，主要通过尾部的驱动机构提供前进的动力，一般的仿生机器鱼的鱼尾驱动机构包括多关节驱动机构和单关节驱动机构，若采用多关节驱动，其关节结构复杂，占用空间大，不利于机器鱼的小型化。若采用单关节尾鳍驱动机构，不能很好的匹配鱼的体干曲线，且转弯半径大。
5.因此，现有的仿生机器鱼结构并不完善，在鱼尾驱动结构上还存在亟待改进的空间，尤其是需要对鱼尾驱动结构进行简化和提高仿生程度，应当在鱼尾的驱动结构进行改进使得运作过程更加灵活，结构更为简单可靠。因此需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。
技术实现要素：
6.为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本实用新型提供了一种通过柔性拉带机构驱动的机器鱼，旨在通过对机器鱼的结构进行优化，尤其是尾部驱动结构进行优化，使机器鱼的驱动结构仿生程度更高，能够达到更好的仿生驱动能力，在工作中更为灵活，提高实际实用的性能。
7.为了实现上述目的，本实用新型具体采用的技术方案是：
8.一种通过柔性拉带机构驱动的机器鱼，包括鱼体，鱼体内设置有密封仓体，密封仓体内设置有控制板和电源；密封仓体的后端连接有尾部仓体，尾部仓体内设置有尾部电机组件；尾部仓体后部依次连接有摆尾组件和鱼尾；所述的摆尾组件包括挠性支撑主体，挠性支撑主体的两侧设置有支撑结构，挠性支撑主体的两侧均设置有用于带动挠性支撑主体发生挠性形变的柔性伸缩件且柔性伸缩件与支撑结构配合连接。
9.上述公开的机器鱼，通过尾部的柔性伸缩件拉动挠性支撑主体发生弯曲变形，其弯曲的弧度能够根据力度的不同而达到不同程度，可以达到极高的仿生效果。具体原理为，通过一侧的柔性伸缩件收缩，另一侧的柔性伸缩件舒张，使挠性支撑主体朝向收缩侧柔性伸缩件弯曲，模拟达到真实的鱼尾摆动效果。本实用新型所采用的技术方案，不仅能极大的
简化了鱼尾处的结构，更是提高了仿生的效果，是机器鱼的运动更加灵活。
10.进一步的，本实用新型所采用的支撑结构可以是多种形式，并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的方案：所述的支撑结构包括在挠性支撑主体上排列设置的若干支撑板，支撑板垂直于挠性支撑主体且支撑板延伸至挠性支撑主体的两侧。采用此方案时，支撑板的两端均用于连接固定柔性伸缩件，作为柔性伸缩件带动挠性支撑主体发生形变的受力点，当挠性支撑主体朝向一侧弯曲变形时，位于该侧的支撑板的端部之间的距离减小，另一侧的端部之间的距离增加。
11.进一步的，挠性支撑主体作为整个鱼尾的活动主体，其连结构可被构造成多种形式，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的挠性支撑主体的前端延伸至尾部仓体内部并固定连接，挠性支撑主体的后端连接鱼尾并带动鱼尾摆动。采用如此方案时，可提高鱼尾部的整体性。
12.再进一步，本实用新型中可采用多种柔性伸缩件结构，其并不唯一限定，此处进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的柔性伸缩件包括柔性拉带。采用如此方案时，所述的柔性拉带可以采用编织拉带、弹性带等。
13.进一步的，鱼尾部的挠性支撑主体在电机的驱动下实现往复摆动，电机的传动形式可根据不同的尾部仓体结构进行设定，此处进行优化并举出其中一种可行的尾部电机组件结构：所述的尾部电机组件包括尾部驱动电机，尾部驱动电机的输出轴连接有传动件，传动件跟随输出轴同步转动，所述的两个柔性伸缩件分别连接至传动件的两侧，两个柔性伸缩件随传动件的转动发生拉伸或收缩且两个柔性伸缩件发生的形变方向相反。采用如此方案时，尾部驱动电机为往复电机，可在通电之后根据控制板的控制指令进行往复转动，在往复转动的过程中带动柔性伸缩件收缩和舒张，使挠性支撑主体往复发生挠性变形，对外体现为鱼尾的往复摆动，从而提供机器鱼前进的动力。根据鱼尾驱动电机转动的速率、正反切换频率等参数，鱼尾的摆动幅度、摆动速度均有所不动，随电机的变化而线性变化或非线性变化，进而达到了提高仿生效果的目的。
14.再进一步，在上述公开的方案中，所述的传动件包括转筒、转笼或拉杆中的一种。无论是转筒、转笼或是拉杆，均是在两侧分别连接一根柔性伸缩件，以便于在一侧的柔性伸缩件发生收缩时，另一侧的柔性伸缩件发生舒张。
15.进一步的，机器鱼的鱼尾摆动提供动力，需要通过侧鳍进行控制上浮和下潜，因此对机器鱼的结构进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的密封仓体内至少设置有一组侧鳍电机组件，鱼体外侧对应设置有侧鳍组件并与侧鳍电机组件配合传动；所述的侧鳍组件包括可沿竖直方向发生倾转的仿生侧鳍，所述的侧鳍电机组件包括侧鳍驱动电机和传动组件，传动组件带动发生侧鳍发生倾转。采用如此方案时，由侧鳍驱动电机带动仿生侧鳍发生倾转，根据流体力学原理可改变机器鱼的上浮和下潜姿态。
16.进一步的，机器鱼的在执行任务的过程中，通过多种探测组件实现姿态和行进路线的调节，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的头部仓体内设置有子电路板，子电路板由电源供电并与控制板通信；所述的头部仓体上至少设置有光感检测组件和压力检测组件。
17.进一步的，光感组件通过光线因素对周围环境进行探测，具体的，此处举出一种可行的选择：所述的光感检测组件包括追光组件和红外避障感应组件，所述的追光组件和红
外避障感应组件均与子电路板电连接。采用如此方案时，可通过追光组件确定强烈光线的方向和变动轨迹，方便在无人进行遥控时机器鱼模拟自然鱼的动作，提高仿生效果；红外避障感应组件通过红外线感应并及时调整行进路径和姿态，及时躲避危险，提高安全性。
18.再进一步，压力检测组件主要用于对水下环境的压力进行检测，及时反馈至处理器以确定适合机器鱼停留的深度和时间，避免长时间停留于深水种受水压影响导致损坏。具体的，此处举出其中一种可行的选择：所述的压力检测组件包括水压检测组件，水压检测组件与子电路板电连接。
19.与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
20.本实用新型通过改进机器鱼的尾部结构，通过挠性支撑主体作为尾部摆动的主体结构，以柔性伸缩件拉动挠性支撑主体发生挠性形变，模拟自然鱼的真实摆尾动作，极大的提高了仿生能力，并且提高了机器鱼在水环境种的灵活性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，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它相关的附图。
22.图1为机器鱼的内部结构示意图。
23.图2为a
‑
a截面的剖视结构示意图。
24.图3为鱼尾部挠性支撑主体的连接结构侧视示意图。
25.图4为鱼尾部挠性支撑主体的连接结构俯视示意图。
26.图5为柔性伸缩件拉动挠性支撑主体向一侧挠性变形的示意图。
27.图6为柔性伸缩件拉动挠性支撑主体向另一侧挠性变形的示意图。
28.上述附图中，各标记的含义是：1、头部仓体；2、子电路板；3、追光组件；4、红外避障感应组件；5、压力检测组件；6、侧鳍电机组件；7、密封仓体；8、电源；9、控制板；10、尾部电机组件；11、尾部仓体；12、摆尾组件、1201、挠性支撑主体；1202、支撑板；1203、柔性伸缩件；13、鱼尾；14、侧鳍组件。
具体实施方式
29.下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。
30.在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。
31.实施例
32.针对现有的机器仿生鱼的多关节驱动结构过于复杂，制造成本比较高的问题，或者单关节驱动结构控制性差，仿生能力弱的问题，本实施例提出了一种改进的机器鱼以解决现有技术中的问题。
33.具体的，本实施例所采用的技术方案如下：
34.如图1、图2所示，一种通过柔性拉带机构驱动的机器鱼，包括鱼体，鱼体内设置有密封仓体7，密封仓体7内设置有控制板9和电源8；密封仓体7的后端连接有尾部仓体11，尾部仓体11内设置有尾部电机组件10；尾部仓体11后部依次连接有摆尾组件12和鱼尾13；所述的摆尾组件12包括挠性支撑主体1201，挠性支撑主体1201的两侧设置有支撑结构，挠性支撑主体1201的两侧均设置有用于带动挠性支撑主体1201发生挠性形变的柔性伸缩件1203且柔性伸缩件1203与支撑结构配合连接。
35.上述公开的机器鱼，通过尾部的柔性伸缩件1203拉动挠性支撑主体1201发生弯曲变形，其弯曲的弧度能够根据力度的不同而达到不同程度，可以达到极高的仿生效果。具体原理为，通过一侧的柔性伸缩件1203收缩，另一侧的柔性伸缩件1203舒张，使挠性支撑主体1201朝向收缩侧柔性伸缩件1203弯曲，模拟达到真实的鱼尾13摆动效果。本实施例所采用的技术方案，不仅能极大的简化了鱼尾13处的结构，更是提高了仿生的效果，是机器鱼的运动更加灵活。
36.优选的，本实施例中鱼体采用pvc材料制成，其表面设置为鱼鳞状纹路，并可贴附柔性的亲水表层以模拟自然鱼的体表，也可减少水中行进阻力。
37.本实施例所采用的支撑结构可以是多种形式，并不唯一限定，在一些实施例当中可设置穿线孔结构、悬臂结构等，本实施例进行优化并采用其中一种可行的方案：如图3、图4所示，所述的支撑结构包括在挠性支撑主体1201上排列设置的若干支撑板1202，支撑板1202垂直于挠性支撑主体1201且支撑板1202延伸至挠性支撑主体1201的两侧。采用此方案时，支撑板1202的两端均用于连接固定柔性伸缩件1203，作为柔性伸缩件1203带动挠性支撑主体1201发生形变的受力点，当挠性支撑主体1201朝向一侧弯曲变形时，位于该侧的支撑板1202的端部之间的距离减小，另一侧的端部之间的距离增加。
38.优选的，本实施例中的挠性支撑主体1201可采用改性聚氨酯材料制成，且呈薄型长条状，其具有极高的强度和弹性，可用于支撑鱼尾13部并提供挠性变形。所述的支撑板1202也采用改性聚氨酯材料制成，可与挠性支撑主体1201一体成型。
39.挠性支撑主体1201作为整个鱼尾13的活动主体，其连结构可被构造成多种形式，在一些实施例中，挠性支撑主体1201可采用两片或三片的夹持结构进行延伸连接固定，本实施例中进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的挠性支撑主体1201的前端延伸至尾部仓体11内部并通过螺栓固定连接，挠性支撑主体1201的后端连接鱼尾13并带动鱼尾13摆动。采用如此方案时，可提高鱼尾13部的整体性。
40.本实施例中可采用多种柔性伸缩件1203结构，其并不唯一限定，在一些实施例中可采用伸缩弹簧、伸缩拉杆等结构，本实施例进行优化并采用如下一种可行的选择：所述的柔性伸缩件1203包括柔性拉带。
41.优选的，采用如此方案时，所述的柔性拉带可以采用编织拉带、弹性带等。
42.鱼尾13部的挠性支撑主体1201在电机的驱动下实现往复摆动，电机的传动形式可根据不同的尾部仓体11结构进行设定，在一些实施例中，可通过设置两个独立工作的驱动电机分别带动一个柔性伸缩件1203，本实施例中进行优化并采用其中一种可行的尾部电机组件10结构：所述的尾部电机组件10包括尾部驱动电机，尾部驱动电机的输出轴连接有传动件，传动件跟随输出轴同步转动，所述的两个柔性伸缩件1203分别连接至传动件的两侧，两个柔性伸缩件1203随传动件的转动发生拉伸或收缩且两个柔性伸缩件1203发生的形变
方向相反。采用如此方案时，如图5、图6所示，尾部驱动电机为往复电机，可在通电之后根据控制板9的控制指令进行往复转动，在往复转动的过程中带动柔性伸缩件1203收缩和舒张，使挠性支撑主体1201往复发生挠性变形，对外体现为鱼尾13的往复摆动，从而提供机器鱼前进的动力。根据鱼尾13驱动电机转动的速率、正反切换频率等参数，鱼尾13的摆动幅度、摆动速度均有所不动，随电机的变化而线性变化或非线性变化，进而达到了提高仿生效果的目的。
43.优选的，在上述公开的方案中，所述的传动件可被构造成转筒、转笼或拉杆中的一种。无论是转筒、转笼或是拉杆，均是在两侧分别连接一根柔性伸缩件1203，以便于在一侧的柔性伸缩件1203发生收缩时，另一侧的柔性伸缩件1203发生舒张。
44.机器鱼的鱼尾13摆动提供动力，需要通过侧鳍进行控制上浮和下潜，因此对机器鱼的结构进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的密封仓体7内至少设置有一组侧鳍电机组件6，鱼体外侧对应设置有侧鳍组件14并与侧鳍电机组件6配合传动；所述的侧鳍组件14包括可沿竖直方向发生倾转的仿生侧鳍，所述的侧鳍电机组件6包括侧鳍驱动电机和传动组件，传动组件带动发生侧鳍发生倾转。采用如此方案时，由侧鳍驱动电机带动仿生侧鳍发生倾转，根据流体力学原理可改变机器鱼的上浮和下潜姿态。
45.优选的，本实施例中的侧鳍组件14可采用柔性橡胶膜件套设于转动杆上的结构，其中柔性橡胶膜件用于模拟自然鱼的鱼鳍结构。在本实施例中，鱼体的顶部设置由背鳍，背鳍采用固定式立鳍，通过橡胶膜件支撑并粘贴于鱼体的外部。
46.优选的，机器鱼的在执行任务的过程中，通过多种探测组件实现姿态和行进路线的调节，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的头部仓体1内设置有子电路板2，子电路板2由电源8供电并与控制板9通信；所述的头部仓体1上至少设置有光感检测组件和压力检测组件5。
47.在本实施例中，光感组件通过光线因素对周围环境进行探测，具体的，此处举出一种可行的选择：所述的光感检测组件包括追光组件3和红外避障感应组件4，所述的追光组件3和红外避障感应组件4均与子电路板2电连接。采用如此方案时，可通过追光组件3确定强烈光线的方向和变动轨迹，方便在无人进行遥控时机器鱼模拟自然鱼的动作，提高仿生效果；红外避障感应组件4通过红外线感应并及时调整行进路径和姿态，及时躲避危险，提高安全性。
48.优选的，所述的光感检测组件中的追光组件3设置于鱼头部的额头位置，追光组件3的探测头数量可以是多个，包括朝向上部倾斜和朝向下部倾斜的探测头；光感检测组件中的红外避障感应组件4设置于鱼嘴或鱼嘴的下部，倾斜朝向下部设置。
49.在本实施例中，压力检测组件5主要用于对水下环境的压力进行检测，及时反馈至处理器以确定适合机器鱼停留的深度和时间，避免长时间停留于深水种受水压影响导致损坏。
50.优选的，本实施例采用其中一种可行的选择：所述的压力检测组件5包括水压检测组件，水压检测组件与子电路板2电连接。
51.以上即为本实用新型列举的实施方式，但本实用新型不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实
用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。