(57)【要約】 【課題】 魚の胴体関節が露出されず、防水に最適化される他、より自然魚に近い遊泳をすることのできる魚ロボットを提供する。【解決手段】  本発明による魚ロボットは、魚の頭部に対応する頭ユニットと、前記頭ユニットに係合され、正弦曲線状の遊泳運動で推進力を生じさせる駆動ユニットと、弾性をもって前記頭ユニットに係合され、前記駆動ユニットが嵌入して密閉される防水カバーと、魚の胴体部分に対応して弾性をもって前記頭ユニットに係合され、前記防水カバーが嵌持される胴体ユニットと、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2018520016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚の頭部に対応する頭ユニットと、
前記頭ユニットに係合され、正弦曲線状の遊泳運動で推進力を生じさせる駆動ユニットと、
弾性をもって前記頭ユニットに係合され、前記駆動ユニットが嵌入して密閉される防水カバーと、
魚の胴体部分に対応して弾性をもって前記頭ユニットに係合され、前記防水カバーが嵌持される胴体ユニットと、
を備えることを特徴とする魚ロボット。
【請求項２】
前記駆動ユニットの動作による正弦曲線状の遊泳運動が前記胴体ユニットに伝えられるように前記防水カバー及び前記胴体ユニットを連結する遊泳伝達ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の魚ロボット。
【請求項３】
前記遊泳伝達ユニットは、
前記防水カバーの外周面に突設される伝達リブ部と、前記伝達リブ部が嵌入するように前記胴体ユニットの内周面に凹設される伝達溝部と、を備えるか、或いは、前記伝達リブ部のみを備えることを特徴とする請求項２に記載の魚ロボット。
【請求項４】
前記遊泳伝達ユニットは、
前記伝達リブ部の外周面または前記伝達溝部の内周面に突設される固定突部及び前記伝達リブ部の外周面または前記伝達溝部の内周面に凹設される固定溝部のうちの少なくともいずれか一方を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の魚ロボット。
【請求項５】
前記駆動ユニットは、
前記頭ユニットに配備されて電源を供給する電源部と、
前記電源部により回転軸を回転させる複数の駆動モーター部と、
正弦曲線状の遊泳運動に対応して前記頭ユニットに複数の前記駆動モーター部を直列にリンク係合するリンクブラケット部と、
魚ロボットが潜水または浮上されるように前記電源部により浮力を調節する鰾部と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一項に記載の魚ロボット。
【請求項６】
前記鰾部は、
魚の背部に対応して前記駆動ユニットの上側に配備され、魚ロボットが潜水する流体よりも小さな比重を有する第１の調節部が配備される第１の浮力調節部と、
魚の腹部に対応して前記駆動ユニットの下側に配備され、魚ロボットが潜水する流体に等しいかまたはそれよりも大きな比重を有する第２の調節部が配備される第２の浮力調節部と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の魚ロボット。
【請求項７】
前記防水カバーには、
正弦曲線状の遊泳運動に対応して伸縮される遊泳蛇腹部が配備されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一項に記載の魚ロボット。
【請求項８】
前記胴体ユニットは、
前記頭ユニットに着脱自在に係合される剛性部と、
弾性をもって前記剛性部から延びる軟性部と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一項に記載の魚ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚ロボットに係り、更に詳しくは、魚の胴体関節が露出されず、防水に最適化される他、より自然魚に近い遊泳をすることのできる魚ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、魚は、胴体及び尻尾を用いた正弦曲線状の遊泳運動で推進力を生じさせて前進運動する。また、鰾を有する魚は、鰾を用いて浮力を調節して潜水または浮上をすることができる。
【０００３】
これにより、魚の動作を実現するように魚状の海中ロボット（以下、魚ロボット）の開発が盛んに行われている。例えば、大韓民国には、小型制御回路の設計技法及び防水技法が適用された魚状の海中ロボット（大韓民国特許登録番号第１２３６４７９号公報、２０１３年０２月１８日付け登録）が登録されている。
【０００４】
しかしながら、従来の魚状の海中ロボットは、機械設計及びフレームの制限的な構造により防水、実験、着脱などを考慮せず、機能的な側面を優先視して設計されてきた。これにより、魚ロボットフレームの１次防水処理に問題が生じて内部に水が侵入する場合、回路の誤作動、電源の短絡、内部の腐食などの問題が生じる。
【０００５】
このような問題は、単に回路の小型化、モジュール化を図っただけで解消できるわけではなく、魚状の海中ロボットのフレーム形状及び防水に最適化された設計方案が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】大韓民国特許登録番号第１２３６４７９号公報（２０１３年０２月１８日付け登録）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、魚の胴体関節が露出されず、防水に最適化される他、より自然魚に近い遊泳をすることのできる魚ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した本発明の目的を達成するための好適な実施の形態によれば、本発明の魚ロボットは、魚の頭部に対応する頭ユニットと、前記頭ユニットに係合され、正弦曲線状の遊泳運動で推進力を生じさせる駆動ユニットと、弾性をもって前記頭ユニットに係合され、前記駆動ユニットが嵌入して密閉される防水カバーと、魚の胴体部分に対応して弾性をもって前記頭ユニットに係合され、前記防水カバーが嵌持される胴体ユニットと、を備える。
【０００９】
本発明の魚ロボットは、前記駆動ユニットの動作による正弦曲線状の遊泳運動が前記胴体ユニットに伝えられるように前記防水カバー及び前記胴体ユニットを連結する遊泳伝達ユニットを更に備える。
【００１０】
ここで、前記遊泳伝達ユニットは、前記防水カバーの外周面に突設される伝達リブ部と、前記伝達リブ部が嵌入するように前記胴体ユニットの内周面に凹設される伝達溝部と、を備えるか、或いは、前記伝達リブ部のみを備える。
【００１１】
ここで、前記遊泳伝達ユニットは、前記伝達リブ部の外周面または前記伝達溝部の内周面に突設される固定突部及び前記伝達リブ部の外周面または前記伝達溝部の内周面に凹設される固定溝部のうちの少なくともいずれか一方を更に備える。
【００１２】
ここで、前記駆動ユニットは、前記頭ユニットに配備されて電源を供給する電源部と、前記電源部により回転軸を回転させる複数の駆動モーター部と、正弦曲線状の遊泳運動に対応して前記頭ユニットに複数の前記駆動モーター部を直列にリンク係合するリンクブラケット部と、魚ロボットが潜水または浮上されるように前記電源部により浮力を調節する鰾部と、を備える。
【００１３】
ここで、前記鰾部は、魚の背部に対応して前記駆動ユニットの上側に配備され、魚ロボットが潜水する流体よりも小さな比重を有する第１の調節部が配備される第１の浮力調節部と、魚の腹部に対応して前記駆動ユニットの下側に配備され、魚ロボットが潜水する流体に等しいかまたはそれよりも大きな比重を有する第２の調節部が配備される第２の浮力調節部と、を備える。
【００１４】
ここで、前記防水カバーには、正弦曲線状の遊泳運動に対応して伸縮される遊泳蛇腹部が配備される。
ここで、前記胴体ユニットは、前記頭ユニットに着脱自在に係合される剛性部と、弾性をもって前記剛性部から延びる軟性部と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による魚ロボットによれば、魚の胴体関節が露出されず、防水に最適化される他、より自然魚に近い遊泳をすることができる。
【００１６】
また、本発明は、駆動ユニットの動作による正弦曲線状の遊泳運動が胴体ユニットに安定的に伝えられ、魚ロボットの正弦曲線状の遊泳運動が外部に自然に現れるようにする。
【００１７】
更に、本発明は、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、防水カバー及び胴体ユニット間の連結状態を保ち、伝達リブ部が胴体ユニットから取り外されることを防ぐことができる。
【００１８】
更にまた、本発明は、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、胴体ユニットが水圧により歪むことを防ぎ、防水カバーまたは胴体ユニットが遊泳伝達ユニットにより破損されることを防ぐことができる。
更にまた、本発明は、駆動ユニットを用いて正弦曲線状の遊泳運動を柔軟にし、魚ロボットの潜水及び浮上を容易にする。
【００１９】
更にまた、本発明は、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするときにも魚ロボットの潜水及び浮上を簡便にし、魚ロボットが潜水または浮上をするとき、小さなエネルギーで魚ロボットを速やかに傾斜させることができる。
【００２０】
更にまた、本発明は、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、防水カバーの折り畳み個所において防水カバーが破損されることを防ぎ、防水カバーの折り畳み個所が駆動ユニットに干渉されることを防ぐことができる。
【００２１】
更にまた、本発明は、頭ユニット及び胴体ユニット間の係合を安定化させ、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、頭ユニットから胴体ユニットが取り外されることを防ぐことができる。
【００２２】
これらに加えて、本発明は、頭ユニットから胴体ユニットを取り替えて様々な魚を演出し、魚ロボットのメンテナンスを手軽に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態による魚ロボットを示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による魚ロボットを示す分解図である。
【図３】本発明の一実施の形態による魚ロボットにおける遊泳伝達ユニットを概略的に示す部分斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態による魚ロボットの係合状態を概略的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面に基づいて、本発明による魚ロボットの一実施の形態について説明する。このとき、本発明は、実施の形態により制限または限定されるものではない。また、本発明を説明するに当たって、公知の機能若しくは構成についての具体的な説明は、本発明の要旨を明確にするために省略可能である。
【００２５】
図１は、本発明の一実施の形態による魚ロボットを示す図であり、図２は、本発明の一実施の形態による魚ロボットを示す分解図であり、図３は、本発明の一実施の形態による魚ロボットにおける遊泳伝達ユニットを概略的に示す部分斜視図であり、図４は、本発明の一実施の形態による魚ロボットの係合状態を概略的に示す縦断面図である。
【００２６】
図１から図４を参照すると、本発明の一実施の形態による魚ロボットは、海中において魚状に潜水または浮上しながら正弦曲線状の遊泳運動をするロボットであって、頭ユニット１０と、駆動ユニット２０と、防水カバー３０及び胴体ユニット４０を備え、遊泳伝達ユニット５０を更に備えていてもよい。
【００２７】
前記頭ユニット１０は、魚の頭部に対応する。前記頭ユニット１０には、魚の目及び口並びに鰓などが表現されてもよい。
【００２８】
前記駆動ユニット２０は、前記頭ユニット１０に係合される。前記駆動ユニット２０は、正弦曲線（Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ）状の遊泳運動で推進力を生じさせる。
【００２９】
前記駆動ユニット２０は、電源部２１と、駆動モーター部２２と、リンクブラケット部２３及び鰾部２４を備えていてもよい。
【００３０】
前記電源部２１は、前記頭ユニット１０に配備されて電源を供給する。前記電源部２１は、前記頭ユニット１０の内部に配備されてもよく、前記頭ユニット１０の一方の側に突出するように配備されてもよい。前記電源部２１は、電源が充電された電池の結合により電源を供給してもよい。なお、前記電源部２１は、外部電源が充電されることにより、電源を供給してもよい。
【００３１】
前記駆動モーター部２２は、魚ロボットの長手方向に複数配列される。複数の前記駆動モーター部２２は、前記電源部２１によりそれぞれの回転軸２２１を回転させる。複数の前記駆動モーター部２２において、前記回転軸２２１は、実質的に互いに並ぶように配列されるようにする。
【００３２】
前記リンクブラケット部２３は、正弦曲線状の遊泳運動に対応して前記頭ユニット１０に複数の前記駆動モーター部２２を直列にリンク係合させる。即ち、前記頭ユニット１０と前記駆動モーター部２２との間においては、前記リンクブラケット部２３が前記頭ユニット１０に係合された状態で前記回転軸２２１が係合される。また、複数の前記駆動モーター部２２の間においては、前記リンクブラケット部２３が複数のうちのある駆動モーター部２２の一方の側に係合された状態で、複数の駆動モーター部２２のうち他方の側に配備された回転軸２２１が係合される。このとき、前記回転軸２２１は、前記リンクブラケット部２３に回転自在に係合されたり、前記リンクブラケット部２３に固定されたりする。
【００３３】
これにより、魚の頭部から魚の尾びれに向かって前記頭ユニット１０の一方の側に前記リンクブラケット部２３を介して前記駆動モーター部２２が一列に配列される。
【００３４】
前記鰾部２４は、前記電源部２１により浮力を調節する。前記鰾部２４は、魚ロボットを潜水または浮上させる。前記鰾部２４は、前記頭ユニット１０及び前記駆動ユニット２０のうちのいずれか一方に係合される。
【００３５】
このとき、前記鰾部２４は、第１の浮力調節部２４１と、第２の浮力調節部２４２と、に画成される。
【００３６】
前記第１の浮力調節部２４１は、魚の背部に対応して前記駆動ユニット２０の上側に配備される。前記第１の浮力調節部２４１には、魚ロボットが潜水する流体よりも小さな比重を有する第１の調節部２４３が配備される。前記第１の浮力調節部２４１は、前記駆動ユニット２０の上側において前記駆動モーター部２２または前記リンクブラケット部２３に係合されてもよく、前記頭ユニット１０に係合されてもよい。
【００３７】
前記第２の浮力調節部２４２は、魚の腹部に対応して前記駆動ユニット２０の下側に配備される。前記第１の浮力調節部２４１には、魚ロボットが潜水する流体に等しいかまたはそれよりも大きな比重を有する第２の調節部２４４が配備される。前記第２の浮力調節部２４２は、前記駆動ユニット２０の下側において前記駆動モーター部２２または前記リンクブラケット部２３に係合されてもよく、前記頭ユニット１０に係合されてもよい。
【００３８】
前記防水カバー３０は、弾性をもって前記頭ユニット１０に係合される。前記防水カバー３０には、前記駆動ユニット２０が嵌入して密閉される。前記防水カバー３０は、前記駆動ユニット２０に支持されてもよい。このとき、前記鰾部２４は、前記防水カバー３０の外側に配備されてもよい。
【００３９】
ここで、前記防水カバー３０には、正弦曲線状の遊泳運動に対応して伸縮される遊泳蛇腹部３１が配備されてもよい。前記遊泳蛇腹部３１は、前記防水カバー３０の折り畳み個所に蛇腹状に形成されてもよい。前記遊泳蛇腹部３１は、遊泳運動に対応して折り畳まれてから拡開されることにより、前記防水カバー３０が折れ曲がってから拡開されるとき、前記防水カバー３０の折り畳み個所が破損されることを防ぐことができる。
【００４０】
前記胴体ユニット４０は、魚の胴体部分に対応して弾性をもって前記頭ユニット１０に係合される。前記胴体ユニット４０には、前記防水カバー３０が嵌持される。ここで、前記胴体ユニット４０の内部には、前記防水カバー３０が隔設されるが、前記胴体ユニット４０の内部における前記防水カバー３０との離隔空間には流体が満たされてもよい。前記胴体ユニット４０の内部における前記防水カバー３０との離隔空間に流体が満たされることにより、前記胴体ユニット４０の薄肉化を図りながらも、前記胴体ユニット４０を用いて魚の胴体の形状を安定的に保つことができる。前記胴体ユニット４０の内部における前記防水カバー３０との離隔空間に満たされる流体は、魚ロボットが潜水する流体と実質的に同じ流体により構成されてもよい。
前記胴体ユニット４０は、剛性部４１及び軟性部４２を備えていてもよい。
【００４１】
前記剛性部４１は、前記頭ユニット１０に着脱自在に係合される。前記剛性部４１は、前記頭ユニット１０に対応する強度をもって前記頭ユニット１０に着脱自在に係合されることにより、魚ロボットが遊泳する間に前記頭ユニット１０から前記剛性部４１が取り外されることを防ぐことができる。
【００４２】
前記軟性部４２は、弾性をもって前記剛性部４１から延びる。前記軟性部４２は、前記防水カバー３０に対応する弾性をもって、または、前記頭ユニット１０よりも低い弾性をもって、または、前記剛性部４１よりも低い弾性をもって前記剛性部４１から延びることにより、魚ロボットが遊泳する間に前記胴体ユニット４０をしてより自然魚に近い正弦曲線状の遊泳運動を行わせる。
【００４３】
前記遊泳伝達ユニット５０は、前記防水カバー３０及び前記胴体ユニット４０を連結する。前記遊泳伝達ユニット５０は、前記駆動ユニット２０の動作による正弦曲線状の遊泳運動が前記胴体ユニット４０に伝えられるようにする。
【００４４】
前記遊泳伝達ユニット５０は、前記防水カバー３０の外周面に突設される伝達リブ部５１と、前記伝達リブ部５１が嵌入するように前記胴体ユニット４０の内周面に凹設される伝達溝部５２と、を備えていてもよい。なお、前記遊泳伝達ユニット５０は、前記伝達リブ部５１のみを備えていてもよい。
【００４５】
また、前記遊泳伝達ユニット５０は、前記伝達リブ部５１の外周面または前記伝達溝部５２の内周面に突設される固定突部５３及び前記伝達リブ部５１の外周面または前記伝達溝部５２の内周面に凹設される固定溝部５４のうちのいずれか一方を更に備えていてもよい。ここで、前記固定突部５３及び前記固定溝部５４を両方とも備える場合、前記固定突部５３は、前記固定溝部５４に嵌持されてもよい。
【００４６】
ここで、未説明符号４０１は、魚の尾びれに対応して前記胴体ユニット４０に配備される尾びれであり、未説明符号４０２は、魚の背びれに対応して前記胴体ユニット４０に配備される背びれであり、未説明符号４０３は、魚の胸びれに対応して前記胴体ユニット４０または前記頭ユニット１０に配備される胸びれであり、未説明符号４０４は、魚の腹びれに対応して前記胴体ユニット４０に配備される腹びれである。
【００４７】
以下、本発明の一実施の形態による魚ロボットの動作について説明する。
【００４８】
魚ロボットを流体に潜水させ、前記電源部２１を介して供給される電源で前記駆動モーター部２２を動作させると、前記回転軸２２１が回転しながら前記頭ユニット１０と、前記駆動ユニット２０及び前記リンクブラケット部２３間の連携動作で前記防水カバー３０が正弦曲線状の遊泳運動をし、これにより、前記胴体ユニット４０が正弦曲線状の遊泳運動をするので、魚ロボットは、流体に潜水した状態で推進力が生じて前記頭ユニット１０の前方に移動することができる。
【００４９】
このとき、前記鰾部２４は、魚ロボットの浮力を調節して魚ロボットが流体に潜水した状態で上下に移動させたり、魚ロボットを斜め上向きにまたは斜め下向きに傾斜させたりする。
【００５０】
ここで、前記胴体ユニット４０の内部には流体が満たされることにより、前記胴体ユニット４０の外部に常に存在する流体の圧力により前記胴体ユニット４０が歪むことを防ぎ、前記胴体ユニット４０の外観を安定的に保つことができる。
【００５１】
上述した魚ロボットによれば、魚の胴体関節が露出されず、防水に最適化される他、より自然魚に近い遊泳をすることができる。なお、前記駆動ユニット２０の動作による正弦曲線状の遊泳運動が前記胴体ユニット４０に安定的に伝えられ、魚ロボットの正弦曲線状の遊泳運動を外部に自然に現れるようにすることができる。
【００５２】
また、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、前記防水カバー３０及び前記胴体ユニット４０間の連結状態を保ち、前記伝達リブ部５１が前記胴体ユニット４０から取り外されることを防ぐことができる。更に、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、前記胴体ユニット４０が水圧により歪むことを防ぎ、前記防水カバー３０または前記胴体ユニット４０が前記遊泳伝達ユニットにより破損されることを防ぐことができる。
【００５３】
更に、前記駆動ユニット２０を用いて正弦曲線状の遊泳運動を柔軟にし、魚ロボットの潜水及び浮上を容易にすることができる。
【００５４】
更にまた、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするときにも魚ロボットの潜水及び浮上を簡便にし、魚ロボットが潜水または浮上をするとき、小さなエネルギーで魚ロボットを速やかに傾斜させることができる。
【００５５】
更にまた、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、防水カバー３０の折り畳み個所において防水カバー３０が破損されることを防ぎ、防水カバー３０の折り畳み個所が駆動ユニット２０に干渉されることを防ぐことができる。
【００５６】
更にまた、頭ユニット１０及び胴体ユニット４０間の係合を安定化させ、魚ロボットが正弦曲線状の遊泳運動をするとき、頭ユニット１０から胴体ユニット４０が取り外されることを防ぐことができる。
【００５７】
これらに加えて、頭ユニット１０から胴体ユニット４０を取り替えて様々な魚を演出し、魚ロボットのメンテナンスを手軽に行うことができる。
【００５８】
以上述べたように、添付図面に基づいて本発明の好適な実施の形態について説明したが、当該技術分野に熟練した者であれば、下記の特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内において本発明を種々に修正または変更することができる。
【００５９】
本発明の一実施の形態による魚ロボットは、海中においてあたかも魚のように潜水または浮上しながら正弦曲線状の遊泳運動をすることができる。
【図１】
2018520016.tif 000003
【図２】
2018520016.tif 000004
【図３】
2018520016.tif 000005
【図４】
2018520016.tif 000006
【国際調査報告】
2018520016.tif 000007
2018520016.tif 000008
2018520016.tif 000009
2018520016.tif 000010