仿生機器魚的製作方法

2023-06-20 18:47:36 2

本發明屬於仿生機器人技術領域，具體涉及一種仿生機器魚。

背景技術：

20世紀90年代以前對於魚類仿生學的研究主要集中於理論方面，隨著魚類推進機理研究的深入，機器人技術、仿生學、電子技術、材料科學和控制技術的新發展，模擬魚類遊動機理的新型水下機器人——仿生機器魚受到了國內外的廣泛關注。美國麻繩理工學院根據提出的魚尾推進的「射流推進理論」，研製出長1.2米的仿生金槍魚和長0.8米的仿生梭魚。美國東北大學海洋科學中心利用形狀記憶合金和連杆機構開發了波動推進的機器鰻魚。美國新墨西哥大學利用高分子電解質離子交換膜IEM，鍍在仿生機器魚魚鰭的金屬薄片上，通過外加電場實現人造肌運動，產生類似鰻魚的遊動方法。英國Essex大學設計了具有三維運動能力的機器魚。日本東京大學研製了兩關節推進的機器海豚。Kato等研究了對魚鰭推進機構的控制並開發了機器魚樣機黑鱸。日本名古屋大學研製出形狀記憶合金驅動微型身體波動式水下推進器和壓電陶瓷驅動的雙鰭魚型微型機器人。在國內，哈爾濱工程工程大學開展了仿生機器張宇的研究工作。北京航空航天大學機器人研究所研製了機器鰻魚、機器海豚以及採用扁平寬大的斧形水動力外型的SPC系列仿生機器魚。中科院瀋陽自動化研究所研製了兩關節的仿生機器魚模型。北京大學力學與工程科學系研製了仿生海豚樣機。中科院北京自動化研究所研發出微小型機器魚、多傳感器仿生機器魚等。

然而，目前國內外仿生機器魚鰭結構複雜，製造成本高並且不能對魚鰭定位。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於解決上述技術問題的仿生機器魚。

本發明實施例提供一種仿生機器魚，包括魚頭及與魚頭連接的魚身，所述魚身包括與魚頭連接的軀幹骨架、與所述軀幹骨架連接的尾部骨架及設置在軀幹骨架上的魚鰭，所述魚鰭包括魚鰭骨架及與魚鰭骨架連接的鰭部支架，所述魚鰭還包括用於驅動魚鰭骨架擺動的鰭部擺動裝置，鰭部擺動裝置包括鰭部擺動電機、鰭部轉盤及鰭部曲柄，其中，鰭部擺動電機設置在鰭部電機盒內並且鰭部擺動電機的轉軸部穿出鰭部電機盒，所述鰭部轉盤套設在鰭部擺動電機的轉軸部上，所述鰭部曲柄的兩端分別與鰭部轉盤及鰭部支架樞轉連接，鰭部支架與鰭部電機盒樞轉連接；所述魚鰭上還安裝有魚鰭位置探測裝置，所述魚鰭位置探測裝置包括鰭部霍爾傳感器及鰭部磁鐵，鰭部磁鐵設置在鰭部電機盒上，鰭部霍爾傳感器設置在鰭部支架，在鰭部支架位於初始位置時，鰭部磁鐵與鰭部霍爾傳感器對齊，鰭部霍爾傳感器產生鰭部位於初始位置信號並傳送至仿生機器魚的控制系統，控制系統可控制鰭部擺動電機停止作動。

進一步地，鰭部支架的中部位置通過連接軸與鰭部電機盒的前端面樞轉連接。

進一步地，同一對魚鰭中的兩個鰭部擺動電機安裝在同一個鰭部電機盒內，鰭部電機盒固定在軀幹骨架內。

進一步地，所述鰭部電機盒的前部設置蓋板，鰭部電機盒的蓋板上設有供兩個鰭部擺動電機的轉軸部穿設的穿孔，連接軸設置在蓋板上，鰭部磁鐵設置在蓋板。

進一步地，魚鰭骨架包括骨架基板及間隔地設置骨架基板上的多個相互鉸接的柔性關節，骨架基板的長度延伸方向與魚身的長度延伸方向垂直，柔性關節的長度延伸方向與魚身的長度延伸方向平行。

進一步地，每個柔性關節的一端均與骨架基板固定並且沿著魚身的長度延伸方向設置。

進一步地，每個柔能性關節包括多個片狀的子關節，相鄰連兩個子關節通過連接轉軸連接，連接轉軸上套設有一個扭簧，每個扭簧的兩端分別抵住兩個子關節。。

由於上述技術方案的應用，本發明具有以下有益效果：

本發明的仿生機器魚的魚鰭結構簡單並且通過設置魚鰭位置探測裝置可以對魚鰭的位置進行的定位，且具有逼真的仿生效果並方便控制。

附圖說明

圖1為本發明較佳實施例所提供仿生機器魚的立體結構示意圖。

圖2為圖1的平面結構示意圖。

圖3為圖1中的魚頭的分解示意圖。

圖4為圖1中的魚頭的剖視示意圖。

圖5為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀幹前部與魚頸的分解示意圖。

圖6為圖1中的魚身的局部分解示意圖，具體為魚軀幹後與魚尾部的分解示意圖。

圖7為圖1中的魚身擺動裝置的示意圖。

圖8-10為圖1中的魚身擺動裝置驅動魚身的軀幹骨架擺動的示意圖。

圖11為圖1中的鰭部的示意圖。

圖12為圖11中的柔性關節的示意圖。

圖13為圖11中的電機盒的示意圖。

圖14為本發明仿生機器魚的上浮下潛機構的示意圖。

圖15為本發明仿生機器魚的控制系統的示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明較佳實施例提供的仿生機器魚可以逼真的模擬出魚類的頭部上浮與下潛，同時還可以逼真地模擬出魚類的嘴部張合。

請結合參照圖1、圖2、圖14與圖15，本發明的仿生機器魚，包括魚頭1、魚身3、上浮下潛機構6及控制系統7。首先為了便於對該機器仿生機器魚進行描述，首先建立指教坐標系，定義X、Y、Z方向分別為第一方向、第二方向及第三方向，第一方向水平方向並且為魚前行方向，第二方向為水平方向其與第一方向垂直，第三方向為豎直，魚沿著第三方向上升與下潛。

具體地請參照圖3與圖4，在本實施例中，所述魚頭1包括上頜11、下頜12及張合機構13，上頜11通過張合機構13與下頜12連接，並且張合機構13用於驅動下頜12相對於上頜11進行張合運動，以呈現該仿生機器魚中嘴巴部位的張開及閉合。在本實施例中，所述張合機構13設置在上頜11與下頜12靠近魚身3的一端，以便於仿生機器魚的嘴巴部位的張開及閉合。

在本實施例中，所述張合機構13包括張合電機14、第一齒輪15及第二齒輪16，張合電機14與上頜11固接，第一齒輪15與張合電機14的轉軸連接，第二齒輪16與第一齒輪15嚙合，並且第二齒輪16與下頜12固接且與上頜11鉸接。這樣該張合機構13在工作時，張合電機14通過第一齒輪15帶動第二齒輪16繞第二齒輪16與上頜11的鉸接點進行轉動，使得第二齒輪16帶動下頜12進行繞第二齒輪16與上頜11的鉸接點進行轉動，進而實現了該下頜12相對於上頜11進行張合運動。需要說明的是，第一齒輪15為圓形齒輪，第二齒輪16為扇形齒輪。

具體地，當張合電機14順時針驅動第一齒輪15轉動時，所述第二齒輪16在第一齒輪15的傳動下做逆時針轉動，第二齒輪16帶動下頜12做相對於上頜11張開的運動；反之，第二齒輪16帶動下頜12做相對於上頜11閉合的運動。進一步地，第二齒輪16位於第一齒輪15的後方，以便於逼真地模擬出魚類的嘴部張合，需要說明的是，第二齒輪16位於第一齒輪15的後方指的是，相對於第一齒輪15而言，第二齒輪16更靠近魚身。優選地，第二齒輪16的直徑大於第一齒輪15的直徑，以便於控制魚嘴的張合度。在本實施例中，樞軸171與第二齒輪16的圓心鉸接，並且第二齒輪16的圓心相對於第二齒輪16的齒部更靠近魚身3，以保證逼真地模擬出魚類的嘴部張合的同時實現魚嘴的快速張合。

在本實施例中，所述張合機構13還包括固定架17，所述固定架17設置在所述上頜11與下頜12之間並與上頜11固接，所述固定架17包括縱向設置的第一固定板170，在水平方向上，第一固定板170沿著第一方向延伸，張合電機14設置在固定架17上，並且張合電機14的轉軸垂直穿出第一固定板170後與第一齒輪15連接。第一固定板170上設有樞軸171，第二齒輪16通過樞軸171與第一固定板170樞轉的連接，使得第二齒輪16與下頜12固接且與上頜11鉸接，以此保證上頜11通過張合機構13與下頜12鉸接的同時，張合機構13還可以驅動下頜12與上頜11進行張合運動。

在本實施例中，固定架17還包括橫向設置的第二固定板172，第一固定板170與第二固定板172垂直連接，第二固定板172通過螺釘等固定件與上頜11固接，並且張合電機14的主體固定在第二固定板172上，即張合電機14通過第二固定板172與上頜11固接。設置第二固定板172可以保證固定架17能夠通過螺釘等固定件與上頜11緊固在一起，增強仿生機器魚的結構強度。

在本實施例中，固定架17還包括縱向設置第三固定板173，第三固定板173與第二固定板172及第一固定板170均垂直連接，第三固定板173的內側面上設有與樞軸171連接的防脫片174，以保護第二齒輪16不會從樞軸171上脫離。

在本實施例中，所述張合機構13還包括固接板18，固接板18與下頜12固接，固接板18與第二齒輪16固接，即第二齒輪16通過固接板18與下頜12固接。其中，所述固接板18與第二齒輪16之間可以通過鉚釘、點焊、釺焊的方式進行連接固定。進一步地，固接板18呈舌頭狀，以保證逼真模擬魚類的頭部。進一步地，固接板18與樞軸171鉸接，以增強仿生機器魚的結構強度同時便於下頜12相對於上頜11做張合運動。

在本實施例中，第一固定板170還設置有限位軸175，限位軸175位於第二齒輪16與樞軸171的下方或後下方，以在下頜12向下轉動時，限位軸175與固接板18抵靠，限定下頜12的最大轉動幅度，即限定魚嘴的最大張開度。在本實施例中，限位軸175位於第二齒輪16與樞軸171的後下方。

請繼續結合參照圖3和圖4，在本實施例中，所述上頜11上對稱地開設有兩個魚眼安裝孔110，並在每個魚眼安裝孔110上分別設置一個魚眼19，為了呈現該仿生機器魚模擬魚類中魚眼轉動的觀賞效果，本實施例的魚頭還包括設置於上頜11與下頜12之間用於驅動魚眼19在上頜11的魚眼安裝孔110裡進行轉動的眼部驅動機構2。在本實施例中，所述眼部驅動機構2可以驅動魚眼19在上頜11的魚眼安裝孔110裡進行同步轉動。

具體地，所述眼部驅動機構2包括眼部驅動電機21，曲柄搖杆機構22和平行四邊形機構23，所述眼部驅動電機21裝配在上頜11上，具體地，眼部驅動電機21安裝在第二固定板172上，換句話說，也就是眼部驅動電機21通過第二固定板172裝配在上頜11上。眼部驅動電機21通過曲柄搖杆機構22與平行四邊形機構23連接，平行四邊形機構23與魚眼19連接，眼部驅動電機21通過曲柄搖杆機構22帶動平行四邊形機構23轉動進而驅動魚眼19在上頜11的魚眼安裝孔110內進行轉動。

其中，所述曲柄搖杆機構22包括套設在眼部驅動電機21的轉軸部上的眼部轉盤220，以鉸接方式固定在眼部轉盤220盤面上的眼部曲柄221，其中所述眼部曲柄221的另一端自眼部轉盤220向外延伸，並與平行四邊形機構23進行鉸接連接，以驅動平行四邊形機構23進行轉動作業。亦即，眼部驅動電機21在工作時，可以通過該曲柄搖杆機構22來驅動平行四邊形機構23進行轉動作業。

所述平行四邊形機構23包括與曲柄搖杆機構22中的眼部曲柄221進行鉸接連接的第一連杆230、以鉸接方式連接在第一連杆230兩側端部的第二連杆231，及將魚眼19分別裝配在上頜11中魚眼安裝孔110上的兩個魚眼託盤232，以及分別用於連接魚眼託盤232與第二連杆231的兩根豎杆233。其中，第一連杆230與第二連杆231均水平設置，並且第一連杆230長度延伸方向與兩個魚眼19連線方向平行，第二連杆231相對於第一連杆230垂直。進一步地，所述豎杆233的一端固定在第二連杆231遠離第一連杆230的一側端部，另一端以垂直的方式固定在魚眼託盤232上，這樣該魚眼託盤232在使用可隨第二連杆231做相對於第一連杆230的轉動，進而驅動對應固定在魚眼託盤232上的魚眼19進行轉動作業。在本實施例中，所述魚眼19與魚眼託盤232之間是通過連接銷26進行固定連接，具體地，所述魚眼19上開設有第一銷孔190，所述魚眼託盤232上開設有第二銷孔235，所述連接銷26的兩端分別插設在魚眼19的第一銷孔190與魚眼託盤232的第二銷孔235並固定連接。可以理解的是，本發明的仿生機器魚其魚眼通過眼部驅動機構2驅動曲柄搖杆機構22帶平行四邊形機構23轉動繼而帶動魚眼19轉動，具有逼真的魚眼仿生效果且結構簡單。

請結合參照圖1、圖2、圖5與圖6，在本實施例中，魚身3包括軀幹骨架30及與軀幹骨架30連接的尾部骨架40。

軀幹骨架30包括多個彼此鉸接在一起以形成軀幹骨架30的軀幹關節31。軀幹關節31呈U形，包括呈片狀且橫向設置的第一部310，位於第一部310下方且呈片狀的第二部311，以及兩端分別與第一部310及第二部311垂直連接的連接部312。其中，相鄰的兩個軀幹關節31的兩個第一部310上下疊置且通過豎向設置的銷軸鉸接，相鄰的兩個軀幹關節31的兩個第二部311上下疊置且通過豎向設置的銷軸鉸接。

具體地，在本實施例中，連接部312在鄰近第一部310的端部開設有過口313，相鄰兩個軀幹關節31的其中一個軀幹關節31中的第一部310插入另一軀幹關節31的連接部312上的過口313內且兩個第一部310相抵靠並通過豎向設置的銷軸鉸接，兩個相鄰的軀幹關節31的兩個第二部311上下分布並相互接觸且通過豎向設置的銷軸鉸接，這樣就實現了兩個軀幹關節31之間的鉸接連接，並且兩個軀幹關節31以它們之間的銷軸為轉軸左右擺動。

在本實施例中，魚身3還包括與魚頭1固接且與軀幹骨架30的位於最前部的軀幹關節31鉸接的魚頸骨架32。具體地，魚頸骨架32呈U形，包括橫向設置的第一安裝板320、位於第一安裝板320下方的第二安裝板321及兩端分別與第一安裝板320與第二安裝板321垂直連接固定片322。具體地，在本實施例中，固定片322與魚頭1固定連接。在本實施例，固定片322例如通過螺釘銷釘等與第三固定板173固定連接，從而使得魚身3與魚頭1連接。其中，魚頸骨架32用於安裝控制魚頭上升與下潛的儲排水罐見下詳述。

在本實施例中，第一安裝板320與第二安裝板321的自由端均分別延伸出一鉸接片323，第一安裝板320的鉸接片323插入位於前端的軀幹關節31的過口313內並與第一部310抵靠並通過豎向設置的銷軸鉸接，第二安裝板321上的鉸接片323與第二部311抵靠並且通過銷軸鉸接，進而實現了軀幹關節31與魚頸骨架32之間的樞轉連接，軀幹骨架30相對於魚頸骨架32以它們之間的銷軸為轉軸左右擺。

在本實施例中，尾部骨架40與軀幹骨架30樞轉連接，包括多個彼此鉸接在一起以形成魚尾部的尾部關節41，尾部關節41包括橫向設置的第一連接片410，位於第一連接片410下方的第二連接片412，以及兩端分別與第一連接片410及第二連接片412的第三連接片413。所述第三連接片413在鄰近第一連接片410的端部開設有穿口414。相鄰兩個尾部關節41的其中一個尾部關節41中的第一連接片410插入另一尾部關節41的第三連接片413上的穿口414內且兩個第一連接片410相抵靠並通過豎向設置的銷軸鉸接，兩個相鄰尾部關節41的兩個第二連接片412上下分布並相互接觸且通過豎向設置的銷軸鉸接，這樣就實現了兩個尾部關節41之間的鉸接連接，並且兩個尾部關節41以它們之間的銷軸為轉軸左右擺。

尾部骨架40中的位於最前端的尾部關節41與軀幹骨架30的軀幹關節31鉸接。可以理解的是，尾部骨架40的尾部關節41與軀幹骨架30的軀幹關節31的結構基本相同，只是魚的尾部與軀幹部大小不同，因此為了逼真模擬出魚類的形態，尾部關節41的尺寸比軀幹關節31的尺寸小，進一步地，與軀幹關節31鉸接的尾部關節41為過渡關節，作為過渡關節的尾部關節41的第二連接片412傾斜向下延伸形成有斜向連接片415及自該斜向連接片415的自由端延伸出且與軀幹關節31的第二部311的底端鉸接的橫向連接片416，以在尾部骨架40與軀幹骨架30連接時，實現兩個骨架尺寸差之間的變化，進而逼真模仿出魚類的形態。

請集合參照圖1、圖2與圖7，在本實施例中，魚身3還包括魚身擺動裝置33。魚身擺動裝置33分成用於驅動尾部骨架40擺動的尾部擺動裝置及用於驅動軀幹骨架30擺動的軀幹擺動裝置。每個魚身擺動裝置33包括魚身擺動電機34、繞線輪35及纏繞在繞線輪35上的拉繩36其中所述繞線輪35套設在魚身擺動電機34的轉軸部上，所述拉繩36的兩端自繞線輪35向外伸出。軀幹擺動裝置的魚身擺動電機34安裝在軀幹骨架30的軀幹關節31內並具體位於第一部310與第二部311之間，驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36的兩端沿著多個軀幹關節31的排布方向同時向前或向後延伸並依次穿設多個軀幹關節31後與位於最前端或最後端的軀幹關節31固定。這樣該魚身擺動電機34在工作時，魚身擺動電機34驅動繞線輪35進行轉動，並拉動纏繞在繞線輪35上的拉繩36使其兩端做相應的卷收與放鬆運動，進而實現了該魚身擺動電機34驅動軀幹骨架30進行左右擺動，從而模仿出魚類軀幹擺動的動作。

在本實施例中，軀幹骨架30上設置有用於裝載控制系統7的電控盒301，電控盒301將軀幹骨架30分成前部軀幹骨架與後部軀幹骨架，前部軀幹骨架的位於後端的軀幹關節31的第一部310與第二部311的自由端朝向電控盒301且與電控盒301例如通過螺釘固定連接，後部軀幹骨架的位於前端的軀幹關節31的第一部310與第二部311的自由端朝向電控盒301設置且與電控盒301例如通過螺釘固定連接。軀幹擺動裝置的數量為兩個，該軀幹擺動裝置的魚身擺動電機34分別設置在前部軀幹骨架與後部軀幹骨架的軀幹關節31內，以驅動前部軀幹骨架與後部軀幹骨架，以更形象的模擬出魚類軀幹擺動的動作。需要說明的是，設置在前部軀幹骨架上的魚身擺動電機34對應的拉繩36，其兩端沿著多個軀幹關節31的排布方向同時向前延伸並依次穿設多個軀幹關節31後與位於最前端的軀幹關節31固定；設置在後部軀幹骨架上的魚身擺動電機34對應的拉繩36，其兩端沿著多個軀幹關節31的排布方向同時向後延伸並依次穿設多個軀幹關節31後與位於後端額軀幹關節31固定。

如圖8到圖10所示，驅動前部軀幹骨架擺動的魚身擺動電機34在作動時，帶著與該魚身擺動電機34對應的繞線輪35繞線時，繞線輪35在繞線時只是將位於繞線輪35一側的拉繩36纏繞在繞線輪35上，使該側的拉繩36被卷收，例如魚身擺動電機34驅動繞線輪35順時針轉時，繞線輪35右側的拉繩36被卷收在繞線輪35上，繞線輪35右側的拉繩36的變短，前部軀幹骨架向右擺動，反之前部軀幹骨架則向左擺動，後部軀幹骨架的擺動原理與上述相同，在此不再贅述。前部軀幹骨架與後部軀幹骨架的擺動，可以使仿生機器魚轉彎，並且該仿生效果逼真。

在本實施例中，連接部312的頂部對稱地開設有兩個穿孔313，該兩個穿孔313供驅動軀幹骨架擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36穿過。驅動軀幹骨架擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36被拉緊時，可以通過對應的穿孔313將力作用在軀幹關節31上使得軀幹關節31擺動。在本實施例中，連接部312包括三角狀的第一連接板體及自第一連接板體的底端垂直延伸出的第二連接板體，如此設置連接部312可以合理利用空間，避免元件之間的相互幹涉，以及減輕魚身的整體重量。更進一步地，在本實施例中，過口313開設在第一連接板體上。

尾部擺動裝置中的魚身擺動電機34安裝在軀幹骨架30的位於最後端的軀幹關節31內，具體安裝在軀幹骨架30的位於最後端的軀幹關節31的第一部310與第二部311之間，驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36的兩端沿著多個尾部關節41的排布方向同時向後延伸並依次穿設多個尾部關節41後與最後一個尾部關節41固定。軀幹骨架30的位於最後端的軀幹關節31指的是軀幹骨架30的與尾部骨架40連接的那個關節。尾部擺動裝置的魚身擺動電機34在工作時，驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34驅動該魚身擺動電機34對應的繞線輪35進行轉動，並拉動纏繞在繞線輪35上的拉繩36使其兩端相應的卷收與放鬆，進而實現了魚身擺動電機34驅動尾部骨架40進行左右擺動，從而模仿出魚類尾部擺動的動作。

在本實施例中，尾部關節41的第三連接片413於頂部開設有對稱地分布的兩個過線孔416，這樣驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34所對應的拉繩36穿過尾部關節41的第三連接片413上的過線孔416並與位於後端的尾部關節41固定。

在本實施例中，魚身3還包括條狀的彈性元件37及多個凸片38，凸片38上設置有通孔380。凸片38分布在每個軀幹關節31與尾部關節41上，具體位於軀幹關節31與尾部關節41的頂部，更具體的是位於骨幹關節31的第一部310與尾部關節41的第一連接片410上的頂部。彈性元件37穿設通孔380並且彈性元件37的兩端固定在魚身3上，這樣魚身3在擺動時，魚身3的柔韌性強。在本實施例中，彈性元件37例如為彈性鋼絲繩。

進一步地，多個凸片38中的一個凸片38分布在魚頸骨架32上，具體為與魚頸骨架32的頂部，更具體是位於魚頸骨架32的第一安裝板320的頂部上。彈性元件37穿設魚頸骨架32的凸片38上的通孔380，以在軀幹骨架30相對魚頸骨架32轉動時，增強軀幹骨架30與魚頸骨架32之間的柔韌性。在本實施例中，由於電控盒301將軀幹骨架30分成前部軀幹骨架和後部軀幹骨架，因此，彈性元件37數量為兩個，其中一個彈性元件37穿過前部軀幹骨架與魚頸骨架32上的凸片38上的通孔380，該彈性元件37的兩端分別與前部軀幹骨架及魚頸骨架32；另一個彈性元件37穿過後部軀幹骨架與尾部骨架40上的凸片38上的通孔380，該彈性元件37的兩端分別與後部軀幹骨架及尾部骨架40固定。

請結合參照圖1、圖11到圖13，在本實施例中，魚身3上還設有魚鰭5，魚鰭5成對設置並對稱地設置在軀幹骨架30的兩側。

所述魚鰭5包括魚鰭骨架50及與魚鰭骨架50連接的鰭部支架51，鰭部支架51與魚身3連接。其中，魚鰭骨架50包括骨架基板501及間隔地設置骨架基板501上的多個相互鉸接的柔性關節502，其中，骨架基板501的長度延伸方向與魚身3的長度延伸方向垂直，柔性關節502的長度延伸方向與魚身3的長度延伸方向平行。

每個柔性關節502的一端均與骨架基板501固定並且沿著魚身3的長度延伸方向設置。每個柔能性關節502包括多個片狀的子關節503，相鄰連兩個子關節503通過連接轉軸505連接，連接轉軸505上套設有一個扭簧504，每個扭簧504的兩端分別抵住兩個子關節503，以在魚鰭骨架50擺動時可以保持魚鰭骨架50的柔韌性，不會因水壓的變化讓魚鰭骨架50發生較大變形，並且在魚鰭骨架50變形後在扭簧504的作用下回復原狀。

在本實施例中，魚鰭5還包括鰭部擺動裝置52及鰭部電機盒58。鰭部擺動裝置52包括鰭部擺動電機520、鰭部轉盤521及鰭部曲柄522。其中，鰭部擺動電機520設置在鰭部電機盒58內並且鰭部擺動電機520的轉軸部穿出鰭部電機盒58。所述鰭部轉盤521套設在鰭部擺動電機520的轉軸部上，所述鰭部曲柄522的兩端分別與鰭部轉盤521及鰭部支架51樞轉連接，鰭部支架51的中部位置通過連接軸581與鰭部電機盒58的前端面樞轉連接，需要說明的是，鰭部電機盒58的前端面指的是鰭部電機盒58朝向魚頭1的面。可以理解的是，鰭部轉盤521、鰭部曲柄522及鰭部支架51構成一個四連杆聯動結構，這樣該鰭部擺動電機520在工作時，可以通過鰭部轉盤521及鰭部曲柄522傳動，鰭部支架51進行上下擺動作業。在本實施例中，鰭部電機盒58設置在軀幹骨架30的軀幹關節31內，具體鰭部電機盒58設置該軀幹關節31的第一部310與第二部311之間，並具體例如通過螺釘等固定件固定在第二部311上，可以理解的是，鰭部支架51通過鰭部電機盒58與魚身3的軀幹骨架30連接。

在本實施例中，同一對魚鰭5中的兩個鰭部擺動電機520安裝在同一個鰭部電機盒58內，鰭部電機盒58固定在軀幹骨架30預定的軀幹關節31的第一部310與第二部311之間。該鰭部電機盒58的前部設置蓋板59，鰭部曲柄522連接在一起的樞軸設置在鰭部電機盒58上。鰭部電機盒58的蓋板59上設有供兩個鰭部擺動電機520的轉軸部穿設的穿孔591，連接軸581設置在蓋板59上。

在本實施例中，魚鰭5還包括用於驅動魚鰭骨架50擺動的鰭部轉動裝置53。鰭部轉動裝置53包括鰭部轉動電機531、聯軸器532及連接杆533，該鰭部轉動電機531的轉軸軸向與魚身3的長度延伸方向垂直，鰭部轉動電機531與鰭部支架51固定連接，鰭部轉動電機531通過聯軸器532與連接杆533連接，連接杆533與骨架基板501固定連接，鰭部轉動裝置53的鰭部轉動電機531在轉動帶動連接杆533，連接杆533轉動進而帶動魚鰭骨架50轉動。

可以理解的是，魚鰭5可以分為前部魚鰭和後部魚鰭，前部魚鰭的結構如上述所述，後部魚鰭只會做上下擺動不會前後擺動，換句話說，也就是後部魚鰭不包括鰭部轉動裝置53。可以理解的是，魚鰭5在不包括鰭部轉動裝置53時，魚鰭5的鰭部支架51與魚鰭骨架50例如可以通過螺釘等固定件或焊接的方式固定在一起。更具體的是，前部魚鰭的鰭部電機盒58固定在前部軀幹骨架的與電控盒301連接的軀幹關節31內，後部魚鰭的鰭部電機盒58固定在後部軀幹骨架的軀幹關節31內。

需要說明的是，魚鰭5前後擺動可以在魚上升與下潛過程中於水平面成向前或向後傾斜一定角度，例如15°到30°之間，這樣魚在上升與下潛過程中受到水的反向作用力將變小，有利於魚上升與下潛。

在本實施例，所述仿生機器魚還包括用於實現該仿生機器魚上浮及下潛的上浮下潛機構6，上浮下潛機構6包括用於控制魚頭1上浮與下潛的第一儲排水罐61、與第一儲排水罐61連接的儲氣罐62、以及用於控制儲氣罐62與第一儲排水罐61之間進行氣體交換的氣泵63。當需要魚頭1上浮時，氣泵63將儲氣罐62內的氣體排入第一儲排水罐61內，進而將第一儲排水罐61內的水排出，使得魚頭1的重量變輕，實現魚頭1上浮；反之，則實現魚頭1下沉。具體地，氣泵63順時針轉可以將儲氣罐62內的氣體排入第一儲排水罐61內，氣泵63逆時針轉可以將第一儲排水罐61內的氣體排入氣罐62。在本實施例中，電控盒301內設置有將電控盒301分成兩個容置腔室的隔板，其中一個腔室安裝控制系統7，另一個容置腔室安裝上浮下潛機構6中的氣泵62，並且氣泵62固定在隔板上，需要說明的是，在本實施例中，隔板將電控盒301分成上下間隔設置的兩個容置腔室。儲氣罐62設置在軀幹骨架30的軀幹關節31內。具體的，在本實施中儲氣罐62的數量例如可以為兩個，兩個儲氣罐62均設置在前部軀幹骨架的軀幹關節31內，具體設在與魚頸骨架32連接的軀幹關節31內以及前部軀幹骨架的與電控盒301連接的軀幹關節31內，設在與電控盒301連接的軀幹關節31內的儲氣罐62位於鰭部電機盒58的上方，以達到合理利用空間，並且可以為第一儲排水罐61與第二儲排水罐65提供充足的氣體及吸入兩個儲排水罐內的氣體，實現魚頭1與魚身3的上浮與下沉。

具體地，第一儲排水罐61安裝在魚頸骨架32的第一安裝板320與第二安裝板321之間，第一安裝板320上設有開口324，以供第一儲排水罐61上的氣嘴通過，以方便氣嘴通過導氣管與儲氣罐62連接，進而方便對機器仿生機器魚中的氣路進行排布。第二安裝板321上設有彈性部件325，第一儲排水罐61的底部抵接彈性部件325，以便於方便安裝第一儲排水罐61並依靠彈性部件325的彈性回復力防止第一儲排水罐61鬆動。在本實施例中，彈性部件325例如為彈性的拱形片，以便於安裝第一儲排水罐61。本實施例中，儲氣罐62例如設置在魚頸骨架32內，在其他實施例中，第一儲排水罐61可以直接設置魚頭1內。

在本實施例中，第一儲排水罐61包括第一罐體610及設置在該第一罐體610內的第一氣囊612，其中所述第一罐體610上開設有第一接水口，並通過該第一接水口與外界的水相連通。可以理解的是，在魚頭1需要上浮或下潛時，氣泵63將儲氣罐62內的氣體排入第一氣囊612內，第一氣囊612膨脹將第一罐體610內的水排入外界，減輕第一儲排水罐61重量，進而減輕魚頭1的重量，使得魚頭1上浮；反之則增加魚頭1的重量，使魚頭下沉。在魚頭1上潛下潛接收後。

在本實施例中，上浮下潛機構6還包括用於控制魚身3上浮、下潛的第二儲排水罐65，氣泵63與第二儲排水罐65連接，以來控制儲氣罐62與第二儲排水罐65之間進行氣體交換。需要魚身3上浮時，氣泵63將儲氣罐62內的氣體排入第二儲排水罐65內，進而將第二儲排水罐65內的水排出，使得魚身3的重量變輕，實現魚身3上浮；反之，則實現魚身3下沉。

在本實施例中，第二儲排水罐65包括第二罐體650及設置在該第二罐體650內的第二氣囊652，其中所述第二罐體650上開設有第二接水口，並通過該第二接水口與外界的水相連通。可以理解的是，在魚身3需要上浮或下潛時，氣泵63將儲氣罐62內的氣體排入第二氣囊652內，第二氣囊652膨脹將第二罐體650內的水排入外界，減輕第二儲排水罐65重量，進而減輕魚身3的重量，使得魚身3上浮；反之則增加魚身3的重量，使魚身3下潛。在魚身3上潛下潛結束後。

具體的，在本實施例，第二儲排水罐65設置在軀幹骨架30的中部，並具體設置在魚後部軀幹的與電控盒連接的軀幹關節31中。所述第二儲排水罐65應用在該仿生機器魚中，是用於驅動魚身3進行上浮下潛的，由於魚身3的整體質量要大於魚頭1的整體質量，為此，本實施例的數量為兩個，並且對稱分布在軀幹骨架30的兩側，且設置在後部軀幹骨架與電控盒301連接的骨架關節41的第一部410與第二部411之間。

進一步地，在本實施例中，上浮下潛機構6包括第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68，第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68分別均分別包括兩個第一導氣口A、第二導氣口B、與第一導氣口A及第二導氣口B連接的第三導氣口C，控制第一導氣口A與第三導氣口C導通的第一閥門開關，以及控制第二導氣口B與第三導氣口C導通的第二閥門開關。第一電磁閥66的第一導氣口A與第二導氣口B分別與第一儲排水罐61及第二儲排水罐65連接，第二電磁閥67的第一導氣口A及第二導氣口B對應第三電磁閥68的第二導氣口B及第一導氣口A連接，儲氣罐62連接在第二電磁閥67的第一導氣口A與第三電磁閥68的第二導氣口B之間，第一電磁閥66的第三導氣口C連接在第二電磁閥67的第二導氣口B與第三電磁閥68的第一導氣口A之間，第三電磁閥68的第三導氣口C通過氣泵62與第二導氣閥的第三導氣口C連接。在需要魚身3上浮時，氣泵62例如順時針抽氣，並且三個電磁閥的第二閥門開關均打開，使儲氣罐62內的氣體排入第一儲排水罐61內，將第一儲排水罐61內水排出，從而實現魚頭1上浮，反之則魚頭1下沉。在需要魚身3上浮時，氣泵62例如順時針抽氣，並且三個電磁閥的第二閥門開關均打開，使儲氣罐62內的氣體排入第二儲排水罐65，將第二儲排水罐65內的水排出，從而實現魚身3上浮，反之則魚身3下沉。

控制系統7包括微處理器701，微處理器701與驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34連接，以控制驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34的作動，以實現軀幹骨架30部位的擺動，進而實現仿生機器魚轉彎。當需轉彎時，微處理器701控制驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34帶動對應的繞線輪35對拉繩36進行繞線，帶動軀幹骨架30向一側轉動，實現仿生機器魚轉彎，在轉彎結束後，驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34帶動繞線輪35轉動使軀幹拉繩36回位，即回到初始位置後停止轉動。

微處理器701還與驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34連接，以控制驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34的作動，實現尾部骨架40的擺動，為仿生機器魚提供驅動力，進而實現仿生機器魚前進。當需仿生機器魚前進時，微處理器701控制驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34正轉和反轉，使對應的繞線輪35分別對位於左側的拉繩36及位於右側的拉繩36進行繞線，帶動軀幹骨架30左右擺動，為仿生機器魚提供驅動力，在仿生機器魚停止前進後，將控制驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34停止轉動，使仿生機器魚停止前進。

微處理器701還與鰭部擺動裝置52中的鰭部擺動電機520連接。以控制鰭部擺動電機520的作動，以在仿生機器魚前進時，使仿生機器魚的魚鰭5擺動，以在仿生機器魚前進時遊動平穩並且仿生效果更佳逼真。

微處理器701還與鰭部轉動電機531連接，以控制鰭部轉動電機531的作動，在於上浮或下潛過程中，微處理器701控制鰭部轉動電機531轉動，以帶動魚鰭5向前或向後轉動至於設定角度，以減少水對魚鰭5的反向作用力，有利於仿生機器魚的上浮與下潛。

控制系統7還包括魚身位置探測裝置71，魚身位置探測裝置71分為用於採集尾部骨架40的位置信號並傳輸至微處理器701的尾部位置探測裝置，以及用於採集軀幹骨架30的位置信號並傳送至微處理器70的軀幹位置探測裝置。

微處理器701用於根據接收到的尾部骨架40的位置信號判斷尾部骨架40的位置並控制用於驅動尾部擺動的魚身擺動電機34進行相應的作動。具體地，尾部骨架40的位置信號包括尾部最大左偏位置信號，尾部最大右偏位置信號及尾部初始位置信號，當尾部偏轉量達到最大值時，微處理器701控制用於驅動尾部擺動的魚身擺動電機34向相反方向轉動進而驅動尾部骨架40左右擺動，在尾部骨架40擺動到初始位置時，微處理器701可控制用於驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34停止轉動。可以理解的是，在微處理器701通過無線信號接收702接收到外部輸入的控制指令例如停止擺動魚尾時，微處理器701即控制用於驅動尾部擺動的魚身擺動電機34帶動尾部骨架40向初始位置擺動，並在尾部骨架40擺動到初始位置控制用於驅動尾部擺動的魚身擺動電機34停止轉動；當然，微處理器701也可以根據其內部存儲的運行程序，在尾部擺動達到設定時間後控制用於驅動尾部擺動的魚身擺動電機34帶動尾部骨架40向初始位置擺動，並在尾部骨架40擺動到初始位置控制用於驅動尾部擺動的魚身擺動電機34停止轉動。

微處理器70還用於根據軀幹骨架30的位置信號控制用於驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34進行相應的作動。具體地，軀幹骨架30的位置信號包括軀幹最大左偏位置信號，軀幹最大右偏位置信號及軀幹初始位置信號，在軀幹骨架30偏轉達最大偏移位置後，微處理器701控制用於驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34向反方向轉動進而驅動軀幹骨架30左右擺動，在軀幹骨架30回到初始位置時，處理器701控制用於驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34停止轉動，以使軀幹骨架30停在原始位置。可以理解的是，在微處理器701通過無線信號接收702接收到外部輸入的控制指令例如停止擺動軀幹骨架30時，微處理器701即控制用於驅動軀幹擺動的魚身擺動電機34帶動軀幹骨架30向初始位置擺動，並在軀幹骨架30擺動到初始位置控制用於驅動軀幹擺動的魚身擺動電機34停止轉動；當然，微處理器701也可以根據其內部存儲的運行程序，在軀幹擺動達到設定時間後控制用於驅動軀幹擺動的魚身擺動電機34帶動軀幹骨架30向初始位置擺動，並在軀幹骨架30擺動到初始位置控制用於驅動軀幹擺動的魚身擺動電機34停止轉動。

具體，每個魚身位置探測裝置71包括第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713及魚身磁鐵714。第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713用於在與魚身磁鐵714對齊時對應產生最大左偏位置信號，初始位置信號及最大右偏位置信號。具體地，尾部位置探測裝置中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713設置在最前端的尾部關節41上，魚身磁鐵714設置在用於驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34上，這樣尾部位置探測裝置中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713將隨著尾部關節41擺動而擺動，魚身磁鐵714將不會擺動，這樣第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713隨著尾部骨架40擺動分別與魚身磁鐵714對齊，對應產生尾部最大右偏位置信號，尾部初始位置信號及尾部最大右偏位置信號。

軀幹位置探測裝置的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713設置在與安裝有驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34的軀幹關節31臨近的軀幹關節31上，魚身磁鐵714設置在用於驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34上，這樣用於軀幹位置探測裝置中的魚身位置探測裝置71的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713將隨著軀幹關節31的擺動而擺動，魚身磁鐵714將不會擺動，這樣第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713隨著軀幹骨架30擺動分別與魚身磁鐵714對齊，對應產生軀幹最大右偏位置信號，軀幹初始位置信號及軀幹最大右偏位置信號。

在本實施例中，魚身位置探測裝置71還包括安裝架715。安裝架715包括第一安裝塊716、第二安裝塊717及連接支架718，第一安裝塊716與第二安裝塊717上下疊置並鉸接在一起，第二安裝塊717的底部與連接支架718固定連接在一起。第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712、第三魚身霍爾傳感器713安裝在第一安裝塊716上，魚身磁鐵714設置在第二安裝塊717上。採集軀幹骨架31擺動位置信息的魚身位置探測裝置71及採集尾部骨架40的擺動位置信息的魚身位置探測裝置71，它們中的第一安裝塊716分別設置在與安裝有驅動軀幹骨架30擺動的魚身擺動電機34的軀幹關節31臨近的軀幹關節31上及最前端的尾部關節41上具體位於該軀幹關節31的第一部310及該尾部關節的第一連接片410上，它們中的第二安裝塊717通過連接支架715設置在驅動軀幹骨架31的魚身擺動電機34及驅動尾部骨架40擺動的魚身擺動電機34上。如此，軀幹骨架31及尾部骨架40在擺動時，其對應的魚身位置探測裝置71中的第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712及第三魚身霍爾傳感器713可以相對魚身磁鐵714發生位置偏移，使得第一魚身霍爾傳感器711，第二魚身霍爾傳感器712及第三魚身霍爾傳感器713可以與魚身磁鐵714對齊，進而產生魚身位置信號。

在本實施例中，連接支架715上還設置有連接軸杆719，第一安裝塊716與第二安裝塊717均呈三角狀，第一安裝塊716與第二安裝塊717相對的兩個頂點通過連接軸杆719轉動的連接在一起，從而使得第一安裝塊716與第二安裝塊717可以發生相對轉動。

在本實施例中，控制系統7還包括魚鰭位置探測裝置，魚鰭位置探測裝置用於獲取魚鰭位於初始位置信號，並根據魚鰭初始位置信息控制鰭部擺動電機在魚鰭回到初始位置後，停止控制魚鰭上下擺動。其中，魚鰭位置探測裝置包括鰭部霍爾傳感器(圖未示出)及鰭部磁鐵(圖未示出)，鰭部霍爾傳感器設置在鰭部支架51上，鰭部磁鐵設置在蓋板59上，在鰭部支架51位於初始位置時，鰭部磁鐵與鰭部霍爾傳感器對齊，鰭部霍爾傳感器感應到鰭部磁鐵並產生鰭部位於初始位置信號發送至微處理器701，當不需要魚鰭擺動時，微處理器701在接收到鰭部回到初始位置信號停止驅動魚鰭擺動。可以理解的是，魚鰭在擺動時，鰭部支架51相對蓋板59轉動，這樣鰭部霍爾傳感器將與鰭部磁鐵錯開，鰭部霍爾傳感器將不會產生鰭部位於初始位置信號。設置魚鰭位置探測裝置的主要目的是方便鰭部回到初始位置。

微處理器701還與氣泵63、第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68連接，以控制氣泵63的開閉，以及第一電磁閥66、第二電磁閥67及第三電磁閥68上的第一閥門與第二閥門的開閉，以在仿生機器魚需要上浮或下沉時，使仿生機器魚上浮或下沉。仿生機器魚上浮和下沉的原理以及在上述內容中詳細描述，在此不再贅述。

在本實施例中，本發明中的控制系統7還包括與微處理器701連接的第一水深傳感器74及第二水深傳感器75，第一水深傳感器74與第二水深傳感器75分別安裝在魚頭1與魚身3上，第一水深傳感器74及第二水深傳感器75用於採集仿生機器魚的魚頭1及魚身3位於水中深度並將水深轉換成數位訊號傳送至微處理器701，微處理器701根據第一水深傳感器74及第二水深傳感器75採集到的水深信號來控制氣泵63的作動、第一、第二及第三電磁閥66、67、68的閥門開關的開閉。

具體的，當微處理器701根據第一水深傳感器74採集到的水深信號判斷出魚頭1位於第一設定深度時，關閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第一閥門開關，不再將儲氣罐62內的氣體排入第一氣囊612，不再將第一儲排水罐61內的水排出，第一儲排水罐61的重量不再減輕，魚頭1停止上浮；當微處理器701根據第二水深傳感器75採集到的水深信號判斷出魚身3上浮至第一設定深度時，微處理器701將氣泵63關閉同時閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第二閥門開關，不再將儲氣罐62內的氣體排入第二氣囊652內，第一儲排水罐65不再排水，魚身3的重量不再減輕，魚身不再上浮。

微處理器701根據第一水深傳感器74採集到水深信號判斷出魚頭1位於第二設定深度時，關閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第一閥門開關，不再將第一氣囊612內的氣體排入儲氣罐62，第一儲排水罐61不再灌水，魚頭1的重量不再加大，魚頭1不再下潛；當微處理器701根據第二水深傳感器75採集到的水深信號判斷出魚身3位於第二設定深度時，微處理器701將氣泵63關閉同時關閉第一、第二及第三電磁閥66、67、68的第二閥門開關，不再將第二氣囊652內的氣體排入氣缸儲氣罐62，第一儲排水罐65不再灌水，魚身3的重量不再加大，魚身不再下沉。

需要說明的是，第一設定深度與第二設定深度均存儲在微處理器701，微處理器701根據第一水深傳感器74與第二水深傳感器75採集到的深度息來判斷仿生機器魚在上浮過程中是否位於第一設定深度，在下沉過程中是否位於第二設定深度，在這兩個過程中，如果結果為是微處理器701控制氣泵63進行上述的作動。

在本實施例中，微處理器701還與張合機構13中的張合電機14連接，用於控制張合電機14的作動以控制魚嘴的張開與閉合。具體，在需要魚嘴張合時，微處理器701控制張合電機14首先驅動第一齒輪15正轉帶動第二齒輪16反轉，第二齒輪16帶動下頜12繞樞軸171向下轉動，從而使得魚嘴張開，然後微處理器701控制張合電機14驅動第一齒輪15反轉帶動第二齒輪16正轉，第二齒輪16帶動下頜12繞轉樞軸171向上轉動，從而使得魚嘴閉合，從而完成魚嘴張合。

在本實施例中，處理器701還與眼部驅動電機21連接，用於控制眼部驅動電機21的作動，以在需要轉動魚眼19時，使眼部驅動電機21工作，驅動曲柄搖杆機構22帶動平行四邊形機構23作動，進而帶動魚眼19轉動。

控制系統7還與微處理器701連接的無線信號接收器702，無線信號接收器702用於接收外部的無線遙控信號並將無線遙控信號發送至微處理器701，微處理器701根據無線遙控信號控制各個驅動電機的作動以及下潛上浮機構6的作動，以使得仿生機器魚按照無線遙控信號所指定的運動模式運動。在本實施例中，微處理器701與無線信號接收器702均設置在電路板上，電路板密封在電控盒301內。

無線遙控信號所指定的運動模式包括多個單體運動模式和自由巡航模式。多個單體運動模式包括魚頭上浮、魚身上浮、魚頭下沉、魚身下沉、魚嘴張開、魚嘴閉合、眼睛轉動、軀幹擺動、魚鰭上下擺動、魚尾擺動及魚鰭轉動。可以理解的是，魚頭上浮與魚身上浮合成仿生機器魚上浮。魚頭下沉與魚身下沉合成仿生機器魚下潛。魚嘴張開與魚嘴閉合合成仿生機器魚魚嘴張合。軀幹擺動形成仿生機器轉彎。魚尾擺動為仿生機器魚前進提供推動力，形成仿生機器魚遊動。魚鰭擺動用於保證仿生機器魚的平衡性。魚鰭轉動用於在魚身上浮或者魚身下沉時將魚鰭5的魚鰭骨架50轉動至設定的傾斜角度，以減少水的阻力，便於魚身上浮及魚身下沉。仿生機器魚在水面遊動時，仿生機器魚首先上浮，仿生機器魚上浮後，在進行魚尾擺動，形成仿生機器魚水面遊動，換句話說，也就是仿生機器魚上浮與魚尾擺動形成仿生機器魚水面遊動；生機器魚在水選遊動時，仿生機器魚首先下沉，仿生機器魚下沉後，在進行魚尾擺動，形成仿生機器魚水下遊動，也即仿生機器魚下沉與魚尾擺動形成仿生機器魚水中遊動。

自由巡航模式包括多個單體運動模式中的至少兩個單體運動模式。具體例如，仿生機器魚首先進行仿生機器魚水面潛行，在潛行過程中進行仿生機器魚魚嘴張合，仿生機器魚在水面潛行一定時間後，在進行水下潛行，在水下潛行過程中進行仿生機器魚魚嘴張合。

上述單體運動，其運動過程和原理，以及在上述過程中已經詳述，在此不再贅述。

需要說明的是，本發明的仿生機器魚的魚身3還在軀幹骨架31的軀幹關節31的第一部310與第二部312之間設置多個電池盒101，電池盒101內安裝有蓄電池，以為本發明中的用電元件提供電能。

本發明的仿生機器魚的結構簡單，成本低，另外，本發明仿生機器魚具有逼真的仿生效果。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。