一种可实现快速捕猎的仿生鱼

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1.本发明涉及一种仿生鱼，尤其涉及一种软体材料驱动的可实现快速捕猎的仿生鱼。

背景技术：

2.在日益重视海洋开发与利用的今天，无人水下航行器越来越得到各个国家的重视。无论是在水下侦查、水下作战还是水下打捞，无人水下航行器都发挥着重要作用。仿生鱼凭借着其效率高、机动性强和隐蔽性好等特点，具有极大的发展和应用潜力。其中具有捕猎能力的仿生鱼不仅能实现高度伪装和精确捕猎，还能为海洋垃圾清理和海底生物样本获取提供极大的便利。
3.美国mit制作出一种软体材料驱动的仿生鱼，但是此仿生鱼并没有鱼嘴结构，不能实现捕猎行为。专利《仿生机器鱼及鱼嘴张合控制方法》提出一种机械结构式的鱼嘴开合机构，其特点是结构复杂、成本高且未完全仿真鱼嘴张开时吸水以提高捕猎效率的方法，只能依靠鱼本身运动去凑近猎物，而不能使得猎物自动靠向自己。而专利《一种用于吞食鱼仿生机械结构的吸食结构》提出一种基于负压输出来实现吸食动作的结构，该结构的原理是鱼身内部形成负压，将海水和猎物一并吸入并将海水排出。
4.总的来说，仿生鱼技术仍然处于初步发展阶段，其游动快速性，外形仿生程度等方面有待进一步提升。而仿生捕猎技术的实现，依赖于仿生鱼各个功能实现部分的构型和结构优化设计，以及各部分运动的有效配合，为可捕猎仿生鱼的设计提出了更高的要求。

技术实现要素：

5.为了解决背景技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种能够实现快速精确捕猎运动的仿生鱼，从多方面显著提高仿生鱼的捕猎能力。
6.为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：
7.所述的仿生鱼包括：
8.仿生鱼头，包括鱼头壳体、仿生鱼嘴和仿生鱼嘴的驱动机构，鱼头壳体的下部设置开口作为仿生鱼嘴，驱动机构用于驱动仿生鱼嘴张开或者闭合；
9.仿生鱼身，包括鱼身壳体以及鱼身壳体内的负压装置和姿态调节机构；鱼身壳体和鱼头壳体固定连接，所述仿生鱼身长度方向上的一端连接于仿生鱼头，另一端连接于仿生鱼尾；
10.仿生鱼尾，包括柔性摆尾机构和鱼尾电机泵组，柔性摆尾机构通过充液孔与鱼尾电机泵组的端口连接结合，柔性摆尾机构在与鱼尾电机泵组连接的一侧具有一圈硬壳，硬壳和鱼身壳体固定。
11.所述的仿生鱼头的鱼头壳体内有第一腔室和第二腔室的两个腔室，第一腔室用于仿生鱼嘴处于张合状态时外部水流进入，第二腔室用于放置仿生鱼嘴的驱动机构。
12.所述的仿生鱼嘴的驱动机构括安装在第二腔室内的舵机、连杆组件、上颌和下颌；
上颌固定于仿生鱼嘴的上侧，下颌铰接于仿生鱼嘴的上侧，舵机的输出轴经连杆机构和下颌连接。
13.所述负压装置包括负压电机泵组、负压输出缸和输出缸活塞；负压输出缸固定于鱼身壳体，负压输出缸内设有的输出缸活塞将负压输出缸内腔分为两个腔室，其中一个腔室与仿生鱼头的鱼头壳体内的第一腔室相连通，一端与负压电机泵组相连，另一个腔室经负压电机泵组和外界连通。
14.和第一腔室相连通的负压输出缸内腔经弹性管道和第一腔室连通，在弹性管道和第一腔室连接处设置过滤网，弹性管道的两侧对称旁接设置了两个单向阀；
15.和外界相连通的负压输出缸内腔经液压管道和负压电机泵组的输入口连通，负压电机泵组的输出口经液压管道和过滤器后和外界连通。
16.所述的仿生鱼身还包括鱼身壳体内的传感器模块、电源、中央控制器模块，传感器模块和中央控制器模块电连接，电源分别和传感器模块和中央控制器模块连接；中央控制器模块分别仿生鱼身的负压装置和姿态调节机构以及仿生鱼尾的鱼尾电机泵组、仿生鱼头中仿生鱼嘴的驱动机构电连接。
17.所述的中央控制器模块包括向电连接的无线收发模块和微控制器，微控制器电连接仿生鱼身的负压装置和姿态调节机构以及仿生鱼尾的鱼尾电机泵组、仿生鱼头中仿生鱼嘴的驱动机构，微控制器经无线收发模块和上位机连接通信。
18.所述的传感器模块包括但不限于温度传感器、压力传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器和gps定位模块。
19.所述姿态调节机构包括姿态电机、质量块、丝杠、机构外壳；机构外壳固定于鱼身壳体，姿态电机安装于机构外壳的一侧，姿态电机的输出轴和丝杠同轴连接，丝杠外通过螺纹套装有质量块，质量块和丝杠均装在机构外壳，质量块被机构外壳限位无法转动而只能沿丝杠轴向移动。
20.所述的仿生鱼尾包括柔性摆尾机构和鱼尾电机泵组，柔性摆尾机构内部设有左右两个可膨胀或者收缩变形的腔室，两个腔室内均充满水，两个腔室均设置有一个充液孔，鱼尾电机泵组包括有一个电机泵，电机泵的两端口分别和两个腔室的充液孔连通；通过电机泵工作，一端口进液，另一端口出液，带动其中一个腔室充液膨胀、另一个腔室出液缩小，进而带动柔性摆尾机构整体向出液缩小一侧的腔室摆动。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1.本发明提出了一种新型的鱼嘴开合机构，鱼嘴下颌的一部分采用了具有褶皱的软体材料，可随鱼嘴的张合进行展开和折叠，与鱼嘴共同形成口腔封闭空间，为鱼嘴吸食过程提供流体导向作用(即防止侧向泄漏)，结构简单紧凑并且更加贴近真实鱼类捕猎的动作；
23.2.本发明中鱼尾与鱼嘴协同动作，在仿生鱼嘴产生口腔负压模拟鱼类“吸食”的动作时，鱼尾在鱼嘴张开时加速摆动，使得仿生鱼与猎物之间发生双向的靠近运动，更加符合真实环境中鱼类捕猎时的动作；所述仿生鱼还可实现二次以及多次吸食，即当鱼嘴一次捕猎咬合效果不好时，可再次执行吸食动作，在此过程中嘴巴张开的时候，猎物在吸力作用下仍然不会脱离，二次以及多次吸食可增大对猎物的咬合面积，避免一次吸食不到位咬合不稳导致猎物逃跑，极大提高仿生鱼捕猎的效率和可靠性。
24.3.本发明中鱼嘴的上颌与下颌之间设有牙齿和锥孔，在面对较小体积的猎物时，可以吸收到鱼头腔体内；在面对较大体积的猎物时，可以咬住其部分位置进行拖动，拓展了仿生鱼的应用场景。
25.4.本发明中仿生鱼的软体鱼尾采用电静液一体化执行器(eha)驱动技术，具有较高的功率密度，能够在紧凑空间下，为仿生鱼提供更大的鱼尾摆动力矩。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本发明较佳实施例所提供的仿生鱼的具体结构示意图；
28.图2为图1所示仿生鱼嘴处于张开状态的结构示意图；
29.图3为图1所示仿生鱼嘴处于闭合状态的结构示意图；
30.图4为图1所示仿生鱼的局部分解示意图，具体为仿生鱼嘴的分解示意图；
31.图5为图1所示负压装置的具体结构示意图，其中负压输出缸为分解示意图；
32.图6为图1所示姿态调节机构的具体结构示意图，其中机构外壳为分解示意图；
33.图7为图1所示仿生鱼尾的具体结构示意图，其中柔性摆尾机构为分解示意图。
34.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
35.图中：仿生鱼100、仿生鱼头10、仿生鱼身20、仿生鱼尾30；
36.鱼头壳体11、仿生鱼嘴12、舵机13、连杆组件14、上颌15、下颌16；
37.鱼身壳体21、传感器模块22、电源23、中央控制器模块24、负压装置25、姿态调节机构26；
38.第一腔室12a、第二腔室12b；
39.负压电机泵组25a、负压输出缸25b、液压管道25c、弹性管道25d、单向阀25e、过滤网25f、输出缸活塞25g、组合垫圈25h、过滤器25i；
40.姿态电机26a、质量块26b、丝杠26c、机构外壳26d；
41.柔性摆尾机构31、鱼尾电机泵组32。
具体实施方式
42.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作进一步的说明。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作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。
43.本发明提出一种仿生鱼100，用于水下目标的快速捕获，主要用于水下垃圾收集和海洋生物样本提取。除此之外，仿生鱼100还可以用于水下狭窄危险环境的勘探、水下污染物的探测、3d海洋污染图绘制、军事侦察、海洋生物拍摄等工作。
44.请参照图1至图3，在本发明的一实施例中，仿生鱼100包括：
45.仿生鱼头10，包括鱼头壳体11、仿生鱼嘴12和仿生鱼嘴12的驱动机构，鱼头壳体11
的下部设置开口作为仿生鱼嘴12，驱动机构用于驱动仿生鱼嘴12张开或者闭合；
46.仿生鱼身20，包括鱼身壳体21以及鱼身壳体21内的传感器模块22、电源23、中央控制器模块24、负压装置25和姿态调节机构26；鱼身壳体21和鱼头壳体11固定连接构成鱼头身体，仿生鱼身20的鱼身壳体21长度方向上的一端连接于仿生鱼头10的鱼头壳体11，另一端连接于仿生鱼尾30；
47.仿生鱼尾30，包括柔性摆尾机构31和鱼尾电机泵组32，柔性摆尾机构31通过单向充液孔与鱼尾电机泵组32的端口连接结合，柔性摆尾机构31在与鱼尾电机泵组32连接的一侧具有一圈硬壳，硬壳和鱼身壳体21固定。
48.仿生鱼头10的鱼头壳体11内有第一腔室12a和第二腔室12b的两个腔室，第一腔室12a用于仿生鱼嘴12处于张合状态时外部水流进入，第二腔室12b用于放置仿生鱼嘴12的驱动机构。仿生鱼嘴12受驱动具有张开状态和闭合状态。
49.请参照图4，仿生鱼嘴12的驱动机构括安装在第二腔室12b内的舵机13、连杆组件14、上颌15和下颌16；上颌15固定于仿生鱼嘴12的上侧，下颌16铰接于仿生鱼嘴12的上侧，舵机13的输出轴经连杆机构14和下颌16连接，用于驱动下颌16旋转。
50.仿生鱼嘴12的驱动机构连接到中央控制器模块24，中央控制器模块24发送电信号，舵机13转动输出轴，通过连杆组件14带动下颌16实现仿生鱼嘴12的张开和闭合。
51.其中上颌固定，也属于鱼头壳体的一部分，在与下颌的接触面上分布一些尖锐的牙齿。下颌通过柔性连接机构与鱼头壳体相连，柔性连接机构可随下颌的位置角度进行展开和折叠，舵机通过连杆与下颌的球铰链连接，通过驱动舵机实现下颌即仿生鱼嘴的开合运动。下颌在与上颌的接触面上根据上颌牙齿的位置具有对应的锥孔，使得鱼嘴闭合时能够严丝合缝。
52.本实施例中，仿生鱼100的外观与普通的生物鱼相似，使其接近真实生物鱼在水下的运动。具体地，仿生鱼100身体呈梭形，减小运动时的阻力，且除仿生鱼尾30外其他部分的外壳材质均选用防水且耐腐蚀的材料，例如塑料等。仿生鱼尾30采用软体材料，可沿垂直于鱼身的方向进行弯曲，实现仿生鱼100的驱动。仿生鱼身20外表面的四周设置有鱼鳍，能够有效提高仿生鱼100在水下运动时的稳定性。
53.请参照图5，负压装置25包括负压电机泵组25a、负压输出缸25b和输出缸活塞25g；负压输出缸25b固定于鱼身壳体21内壁，负压输出缸25b内设有的输出缸活塞25g将负压输出缸25b内腔分为两个腔室，输出缸活塞25g圆周面通过组合垫圈25h和负压输出缸25b内腔的内壁密封连接，其中一个腔室与仿生鱼头10的鱼头壳体11内的第一腔室12a相连通，一端与负压电机泵组25a相连，另一个腔室经负压电机泵组25a和外界连通。
54.和第一腔室12a相连通的负压输出缸25b内腔经弹性管道25d和第一腔室12a连通，在弹性管道25d和第一腔室12a连接处设置过滤网25f，弹性管道25d的两侧对称旁接设置了两个单向阀25e，两个单向阀25e用于与外界连通，用于实现由弹性管道25d流向外界的单向流通，即由里向外的单向流通；第一腔室12a与负压输出缸25b之间的过滤网25f可有效阻挡吸入水流中的杂质进入负压输出缸25b，从而堵塞管道，影响负压装置25的正常工作。
55.设置单向阀25e起到单向导通的作用，弹性管道25d内的流体只能从仿生鱼100体内流向外界环境，防止外界杂质进入仿生鱼100体内，影响其正常工作。
56.和外界相连通的负压输出缸25b内腔经液压管道25c和负压电机泵组25a的输入口
连通，负压电机泵组25a的输出口经液压管道25c和过滤器25i后和外界连通与负压电机泵组25a连接的过滤器25i可以有效阻挡外界环境中的固体颗粒进入到泵组，保证负压电机泵组25a的正常工作，提高其寿命。
57.仿生鱼嘴12闭合时负压电机泵组25a从外界抽取海水排到负压输出缸25b中，推动缸中活塞25g移动到仿生鱼头10侧顶端，缸中液体从两侧单向阀25e处排出。
58.当鱼嘴12处于张开状态时，负压电机泵组25a反向旋转，抽取负压输出缸25b中液体排到外界环境中，使得仿生鱼头10中的第一腔室12a内形成负压，从而使得仿生鱼100外部的水流快速经仿生鱼嘴12进入第一腔室12a，提高其捕猎效率。
59.对于体积较小的目标，仿生鱼嘴12张开后，负压装置25能够使第一腔室12a内形成负压，从而使得仿生鱼100外部的水流能够快速进入仿生鱼头10内的第一腔室12a，此时控制仿生鱼嘴12闭合将捕获的目标储存在仿生鱼头10的第一腔室12a内。
60.此外，该仿生鱼嘴12处具有一圈呈锥形的牙齿，有利于仿生鱼嘴12更好地贴合，且可以对体积大的目标进行拖动。
61.仿生鱼身20还包括鱼身壳体21内的传感器模块22、电源23、中央控制器模块24，传感器模块22和中央控制器模块24电连接，电源23分别和传感器模块22和中央控制器模块24连接用于供电；中央控制器模块24分别仿生鱼身20的负压装置25和姿态调节机构26以及仿生鱼尾30的鱼尾电机泵组32、仿生鱼头10中仿生鱼嘴12的驱动机构电连接。
62.中央控制器模块24包括向电连接的无线收发模块和微控制器，微控制器电连接仿生鱼身20的负压装置25和姿态调节机构26以及仿生鱼尾30的鱼尾电机泵组32、仿生鱼头10中仿生鱼嘴12的驱动机构，微控制器经无线收发模块和上位机连接通信。
63.电源给各个电子器件供电，无线收发模块用于接受无线遥控信号并将其传输到微控制器。当微处理器判断出无线遥控信号的信息是“捕猎”指令时，微控制器提供控制信号，通过控制线控制各个模块。
64.传感器模块22包括但不限于温度传感器、压力传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器和gps定位模块。传感器模块22上的传感器可将其测量的物理量(温度、压力、姿态)等发送给中央控制模块24，并通过无线收发模块发送给用户，以供参考。
65.进一步地，压力传感器可检测仿生鱼身20所受的外部压力，将其发送给中央控制模块中的微控制器，从而得出仿生鱼100所处的水下深度；陀螺仪传感器可以完整监测仿生鱼100的姿态，并将其传输给微控制器和无线收发模块，无线收发模块发送给用户的上位机，用户可根据仿生鱼100的姿态下达命令，微控制器控制姿态调节机构26调整仿生鱼100的姿态；加速度传感器监测仿生鱼100的加速度并将其传输给微控制器，微控制器的计算单元可得出仿生鱼100的速度；温度传感器用来监测仿生鱼100内部的温度，若温度超过设定温度，微控制器通过无线收发模块向用户发出警告，提醒用户。gps定位模块可通过无线收发模块向用户发送仿生鱼100的实时位置。
66.请参照图6，姿态调节机构26包括姿态电机26a、质量块26b、丝杠26c、机构外壳26d；机构外壳26d固定于鱼身壳体21，姿态电机26a安装于机构外壳26d的一侧，姿态电机26a的输出轴和丝杠26c同轴连接，丝杠26c外通过螺纹套装有质量块26b，质量块26b和丝杠26c均装在机构外壳26d，质量块26b被机构外壳26d限位无法转动而只能沿丝杠26c轴向移动。中央控制器模块24向姿态电机26a发送电信号，驱动姿态电机26a输出轴转动，带动丝杠
26c进行旋转，进而调整质量块26b的位置，实现仿生鱼100质心位置的变化。
67.质量块26b采用密度大的材料，如不锈钢等，能够通过较小位移改变仿生鱼100的俯仰角度。
68.姿态调节机构26内有位置传感器，可检测质量块26b在机构中的位置并反馈给中央控制模块24。利用微控制器中的闭环比例积分导数pid控制器来驱动姿态电机26a以调整质量块26b的位置，实现用户期望的仿生鱼100的姿态。
69.当仿生鱼嘴张开时，负压电机泵组的电机顺时针旋转，驱动负压电机泵组中的泵吸取负压缸中的液体，通过液压管道和过滤网排出体外，在腔内形成负压使得活塞向右移动，进而实现仿生鱼嘴向外部吸水。
70.当仿生鱼嘴闭合时，负压电机泵组中电机逆时针旋转，驱动负压电机泵组中的泵吸取外界液体排到负压输出缸中，推动活塞向左移动，负压输出缸及弹性管道中的液体从两边的单向阀中喷出，由此实现了鱼嘴打开-吸水和闭合吐水的运动，类似于鱼类捕猎过程中嘴巴张开同时吸水，嘴巴闭合从鱼鳃吐水的过程。从仿生鱼头到弹性管道的进口处设有过滤网，阻挡液体中的杂物进入弹性管道和负压输出缸，增强负压输出缸的耐用性。
71.在负压输出缸下部设有姿态调节机构，根据微控制器发送的信号，可以改变其内部质量块的位置进而改变整个仿生鱼质心的位置，实现鱼身角度变化，完成上浮和下潜的功能。
72.请参照图7，仿生鱼尾30包括柔性摆尾机构31和鱼尾电机泵组32，柔性摆尾机构31内部设有左右两个可膨胀或者收缩变形的腔室，两个腔室内均充满水，两个腔室均设置有一个充液孔，鱼尾电机泵组32包括有一个电机泵，电机泵的两端口分别和两个腔室的充液孔连通。这样柔性摆尾机构31通过充液孔与鱼尾电机泵组32结合。
73.通过电机泵工作，一端口进液，另一端口出液，带动其中一个腔室充液膨胀、另一个腔室出液缩小，进而带动柔性摆尾机构31整体向出液缩小一侧的腔室摆动。不断循环互换改变电机泵的两端口的进出液方向，进而带动柔性摆尾机构31整体左右摆动，仿生模拟仿生鱼100的尾部运动。
74.具体地，柔性摆尾机构31的两个腔室分为a、b两腔，柔性摆尾机构31的a、b两腔充满液体，柔性摆尾机构31通过特殊处理只能向图中箭头方向发生形变，工作过程如下：
75.鱼尾电机泵组32的电机顺时针运动时，从a腔出液，向b腔进液，a腔部分液体被转移到b腔，导致a腔收缩，b腔膨胀，实现向右摆尾；
76.鱼尾电机泵组32中的电机逆时针运动时，从b腔出液，向a腔进液，b腔部分液体被转移到a腔，导致b腔收缩，a腔膨胀，实现向左摆尾。
77.这样通过交替改变鱼尾电机泵组32中流体的运动方向来驱动仿生鱼100前进。
78.具体实施中，无线收发模块负责接收放大用户无线电控制手柄发出的命令，然后将其交给微控制器进行解析，微控制器通过对舵机13、负压电机泵组25a和鱼尾电机泵组32发出电信号，进而控制其实际动作，使其根据用户的命令完成相应的动作。
79.无线收发模块收集传感器模块22采集的数据并发送给用户的上位机，供用户获取目前仿生鱼100的状态，以便进行下一步的动作。
80.本发明的工作过程是：
81.通过向无线收发模块发送“捕猎”指令，中央控制模块中的微控制器发出信号，驱
动舵机转动，通过连杆带动仿生鱼嘴张开。
82.鱼尾电机泵组的电机加速正反转转动，使得仿生鱼尾加速摆动，仿生鱼向前游动。
83.负压电机泵组的电机顺时针转动，使得负压输出缸内腔产生负压，进而将仿生鱼嘴外的液体吸取到鱼头腔体内；当负压输出缸的活塞运动到靠近负压电机泵组一侧时，中央控制模块发出信号，驱动舵机转动，通过连杆带动仿生鱼嘴闭合。
84.然后鱼尾电机泵组的电机降低转速，再负压电机泵组的电机逆时针转动，吸取仿生鱼身外液体排到负压输出缸内腔，将负压输出缸外腔和弹性管道的液体通过两侧单向阀排到体外，当负压输出缸内的活塞运动到远离负压电机泵组的一侧时，负压电机泵组停止工作。
85.至此，仿生鱼完成整个吸食加速-排水减速的捕猎过程。
86.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述的仿生鱼(100)包括：仿生鱼头(10)，包括鱼头壳体(11)、仿生鱼嘴(12)和仿生鱼嘴(12)的驱动机构，鱼头壳体(11)的下部设置开口作为仿生鱼嘴(12)，驱动机构用于驱动仿生鱼嘴(12)张开或者闭合；仿生鱼身(20)，包括鱼身壳体(21)以及鱼身壳体(21)内的负压装置(25)和姿态调节机构(26)；鱼身壳体(21)和鱼头壳体(11)固定连接，所述仿生鱼身(20)长度方向上的一端连接于仿生鱼头(10)，另一端连接于仿生鱼尾(30)；仿生鱼尾(30)，包括柔性摆尾机构(31)和鱼尾电机泵组(32)，柔性摆尾机构(31)通过充液孔与鱼尾电机泵组(32)的端口连接结合，柔性摆尾机构(31)在与鱼尾电机泵组(32)连接的一侧具有一圈硬壳，硬壳和鱼身壳体(21)固定。2.根据权利要求1所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述的仿生鱼头(10)的鱼头壳体(11)内有第一腔室(12a)和第二腔室(12b)的两个腔室，第一腔室(12a)用于仿生鱼嘴(12)处于张合状态时外部水流进入，第二腔室(12b)用于放置仿生鱼嘴(12)的驱动机构。3.根据权利要求2所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述的仿生鱼嘴(12)的驱动机构括安装在第二腔室(12b)内的舵机(13)、连杆组件(14)、上颌(15)和下颌(16)；上颌(15)固定于仿生鱼嘴(12)的上侧，下颌(16)铰接于仿生鱼嘴(12)的上侧，舵机(13)的输出轴经连杆机构(14)和下颌(16)连接。4.根据权利要求2所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述负压装置(25)包括负压电机泵组(25a)、负压输出缸(25b)和输出缸活塞(25g)；负压输出缸(25b)固定于鱼身壳体(21)，负压输出缸(25b)内设有的输出缸活塞(25g)将负压输出缸(25b)内腔分为两个腔室，其中一个腔室与仿生鱼头(10)的鱼头壳体(11)内的第一腔室(12a)相连通，一端与负压电机泵组(25a)相连，另一个腔室经负压电机泵组(25a)和外界连通。5.根据权利要求4所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：和第一腔室(12a)相连通的负压输出缸(25b)内腔经弹性管道(25d)和第一腔室(12a)连通，在弹性管道(25d)和第一腔室(12a)连接处设置过滤网(25f)，弹性管道(25d)的两侧对称旁接设置了两个单向阀(25e)；和外界相连通的负压输出缸(25b)内腔经液压管道(25c)和负压电机泵组(25a)的输入口连通，负压电机泵组(25a)的输出口经液压管道(25c)和过滤器(25i)后和外界连通。6.根据权利要求1所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述的仿生鱼身(20)还包括鱼身壳体(21)内的传感器模块(22)、电源(23)、中央控制器模块(24)，传感器模块(22)和中央控制器模块(24)电连接，电源(23)分别和传感器模块(22)和中央控制器模块(24)连接；中央控制器模块(24)分别仿生鱼身(20)的负压装置(25)和姿态调节机构(26)以及仿生鱼尾(30)的鱼尾电机泵组(32)、仿生鱼头(10)中仿生鱼嘴(12)的驱动机构电连接。7.根据权利要求6所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述的中央控制器模块(24)包括向电连接的无线收发模块和微控制器，微控制器电连
接仿生鱼身(20)的负压装置(25)和姿态调节机构(26)以及仿生鱼尾(30)的鱼尾电机泵组(32)、仿生鱼头(10)中仿生鱼嘴(12)的驱动机构，微控制器经无线收发模块和上位机连接通信。8.根据权利要求6所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述的传感器模块(22)包括但不限于温度传感器、压力传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器和gps定位模块。9.根据权利要求1所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述姿态调节机构(26)包括姿态电机(26a)、质量块(26b)、丝杠(26c)、机构外壳(26d)；机构外壳(26d)固定于鱼身壳体(21)，姿态电机(26a)安装于机构外壳(26d)的一侧，姿态电机(26a)的输出轴和丝杠(26c)同轴连接，丝杠(26c)外通过螺纹套装有质量块(26b)，质量块(26b)和丝杠(26c)均装在机构外壳(26d)，质量块(26b)被机构外壳(26d)限位无法转动而只能沿丝杠(26c)轴向移动。10.根据权利要求1所述的一种可实现快速捕猎的仿生鱼，其特征在于：所述的仿生鱼尾(30)包括柔性摆尾机构(31)和鱼尾电机泵组(32)，柔性摆尾机构(31)内部设有左右两个可膨胀或者收缩变形的腔室，两个腔室内均充满水，两个腔室均设置有一个充液孔，鱼尾电机泵组(32)包括有一个电机泵，电机泵的两端口分别和两个腔室的充液孔连通；通过电机泵工作，一端口进液，另一端口出液，带动其中一个腔室充液膨胀、另一个腔室出液缩小，进而带动柔性摆尾机构(31)整体向出液缩小一侧的腔室摆动。

技术总结

本发明公开了一种可实现快速捕猎的仿生鱼。仿生鱼头中，鱼头壳体下部开口为仿生鱼嘴，驱动机构驱动仿生鱼嘴张闭；仿生鱼身中，鱼身壳体和鱼头壳体固定连接，仿生鱼身长度方向上的一端连接于仿生鱼头，另一端连接于仿生鱼尾；仿生鱼尾中，柔性摆尾机构通过充液孔与鱼尾电机泵组的端口连接结合，柔性摆尾机构在与鱼尾电机泵组连接的一侧具有一圈硬壳，硬壳和鱼身壳体固定。本发明能够实现快速精确捕猎运动的仿生鱼，从多方面显著提高仿生鱼的捕猎能力，结构简单紧凑并且更加贴近真实鱼类捕猎的动作，具有较高的功率密度，提高仿生鱼捕猎的效率和可靠性。效率和可靠性。效率和可靠性。