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仿生魚(yú)機(jī)器人的制作方法

文檔序號(hào):10006627閱讀:876來(lái)源:國(guó)知局
仿生魚(yú)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于仿生智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,具體講就是涉及一種仿生魚(yú)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]二十一世紀(jì)是人類開(kāi)發(fā)海洋的世紀(jì),隨著陸地資源的日益枯竭,人類必將大規(guī)模的開(kāi)發(fā)和利用海洋的各種資源。為了適應(yīng)這種需求,新型水面和水下潛器設(shè)備以及水下機(jī)器人得到了迅猛的發(fā)展。
[0003]仿生學(xué)是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一門綜合性邊緣學(xué)科,它由生命科學(xué)與工程技術(shù)科學(xué)相互滲透、相互結(jié)合而成。仿生學(xué)將有關(guān)生物學(xué)原理應(yīng)用到工程系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中,對(duì)當(dāng)今日益發(fā)展的仿生機(jī)器人科學(xué)起到了極大的推動(dòng)作用。近年來(lái),人們從豐富多彩的魚(yú)類身上獲得靈感,將它們的運(yùn)動(dòng)機(jī)理和行為方式運(yùn)用到對(duì)水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)理和控制的研究中,以提高水下機(jī)器人的推進(jìn)效率和速度。
[0004]隨著海洋開(kāi)發(fā)事業(yè)的發(fā)展,一般水中技術(shù)己無(wú)法適應(yīng)各種綜合考察和研究并完成多種復(fù)雜條件下作業(yè)的需要,水下機(jī)器人在海洋科學(xué)考察、水下工程(包括探礦、采礦)、打撈救助和軍事活動(dòng)等許多領(lǐng)域顯露出廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在價(jià)值。目前機(jī)器人在水中的運(yùn)動(dòng)方式,可分為浮游式、步行式和移動(dòng)式機(jī)器人,其中浮游式就是結(jié)合了魚(yú)類和機(jī)器人而成的一種仿生學(xué)機(jī)器人產(chǎn)品,其行動(dòng)高效靈活,但是往往都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,能源消耗較大的缺陷。
[0005]中國(guó)專利CN1480300A公開(kāi)了一種可以在水中游弋的魚(yú)形機(jī)器人,它包括魚(yú)形外殼及框架,沉浮機(jī)構(gòu),搖擺機(jī)構(gòu),擺動(dòng)機(jī)構(gòu),信息感知機(jī)構(gòu),控制器及電源構(gòu)成,魚(yú)身與魚(yú)尾之間為活動(dòng)連接,框架密封在魚(yú)形外殼內(nèi),沉浮機(jī)構(gòu),搖擺機(jī)構(gòu),擺動(dòng)機(jī)構(gòu),信息感知機(jī)構(gòu),控制器及電源均安裝在框架內(nèi),沉浮機(jī)構(gòu)置于魚(yú)頭,搖擺機(jī)構(gòu)由搖擺電機(jī),曲柄遙感機(jī)構(gòu),伸出桿,魚(yú)鰭左右各一個(gè)對(duì)稱設(shè)置,擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由擺動(dòng)電機(jī)連接驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿組成,導(dǎo)出桿的外端連接驅(qū)動(dòng)固定在魚(yú)尾上的擺動(dòng)連接件,信息感知機(jī)構(gòu)中的距離傳感器設(shè)置魚(yú)頭的最前部,視覺(jué)傳感器設(shè)在魚(yú)的魚(yú)眼位置,姿態(tài)傳感器,壓力傳感器設(shè)在魚(yú)身內(nèi),控制器及電源設(shè)在魚(yú)身內(nèi),該魚(yú)形機(jī)器人能夠模仿魚(yú)類在水中游動(dòng),但是控制游動(dòng)過(guò)程消耗能源較大,魚(yú)尾能夠擺動(dòng)角度較小,浮游速度不快。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的目的就是針對(duì)現(xiàn)有的魚(yú)形仿生機(jī)器人游動(dòng)速度不快,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)缺陷,提供一種仿生魚(yú)機(jī)器人,利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制,簡(jiǎn)化了魚(yú)形機(jī)器人的結(jié)構(gòu),提高了魚(yú)形仿生機(jī)器人的游動(dòng)速度,整個(gè)仿生魚(yú)機(jī)器人體積較小,能夠完成大型仿生魚(yú)機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無(wú)法完成的工作。
[0007]技術(shù)方案
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種仿生魚(yú)機(jī)器人,它包括防水外殼、魚(yú)身框架、翼形胸鰭、距離傳感裝置、單片機(jī)控制器、電源、舵機(jī)、傳動(dòng)連接桿、配重和擺尾,其特征在于:所述防水外殼套裝在魚(yú)身框架外,距離傳感裝置安裝在魚(yú)身框架內(nèi)的頭部,距離傳感裝置與單片機(jī)控制器連接,能夠?qū)⑻綔y(cè)到的障礙信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制器,單片機(jī)控制器控制舵機(jī),擺尾通過(guò)傳動(dòng)連接桿裝在舵機(jī)的輸出軸上,配重裝在魚(yú)身框架內(nèi)的底部能夠使魚(yú)類仿生機(jī)器人在靜止不動(dòng)時(shí)保持在水中半潛狀態(tài),翼形胸鰭裝在魚(yú)身框架外部能夠保持魚(yú)類仿生機(jī)器人下潛時(shí)的平衡。
[0009]進(jìn)一步,所述電源為距離傳感裝置、單片機(jī)控制器和舵機(jī)供電。
[0010]進(jìn)一步,所述距離傳感裝置為超聲傳感器。
[0011]有益效果
[0012]本實(shí)用新型提供的一種仿生魚(yú)機(jī)器人利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制,簡(jiǎn)化了魚(yú)形機(jī)器人的結(jié)構(gòu),提高了魚(yú)形仿生機(jī)器人的游動(dòng)速度,整個(gè)仿生魚(yú)機(jī)器人體積較小,能夠完成大型仿生魚(yú)機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無(wú)法完成的工作,同時(shí)具有低能耗,增加續(xù)航及工作時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。、
[0015]實(shí)施例
[0016]如附圖1所示,一種仿生魚(yú)機(jī)器人,它包括防水外殼1、魚(yú)身框架2、翼形胸鰭3、距離傳感裝置4、單片機(jī)控制器5、電源6、舵機(jī)7、傳動(dòng)連接桿8、配重9和擺尾10,其特征在于:所述防水外殼I套裝在魚(yú)身框架2外,距離傳感裝置4安裝在魚(yú)身框架2內(nèi)的頭部,距離傳感裝置4與單片機(jī)控制器5連接,能夠?qū)⑻綔y(cè)到的障礙信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制器5,單片機(jī)控制器5控制舵機(jī)7,擺尾10通過(guò)傳動(dòng)連接桿9裝在舵機(jī)7的輸出軸上,配重9裝在魚(yú)身框架2內(nèi)的底部能夠使魚(yú)類仿生機(jī)器人在靜止不動(dòng)時(shí)保持在水中半潛狀態(tài),翼形胸鰭3裝在魚(yú)身框架2外部能夠保持魚(yú)類仿生機(jī)器人下潛時(shí)的平衡。
[0017]所述電源6為距離傳感裝置4、單片機(jī)控制器5和舵機(jī)7供電。
[0018]所述距離傳感裝置4為超聲傳感器。
[0019]本實(shí)用新型由翼形胸鰭3結(jié)合擺尾10推進(jìn)速度來(lái)控制仿生機(jī)器魚(yú)在水中的沉浮,其物理學(xué)原理是擺尾擺動(dòng)產(chǎn)生前行動(dòng)力推動(dòng)整個(gè)機(jī)器魚(yú)前進(jìn),根據(jù)流體力學(xué)原理截面為倒機(jī)翼形狀胸鰭在前行過(guò)程中產(chǎn)生的壓力致機(jī)器魚(yú)潛入水下,前行速度越快則機(jī)器魚(yú)獲得的下壓力越大,前行速度減慢則機(jī)器魚(yú)緩慢上浮,直至回到起始半浮潛狀態(tài)。
[0020]本實(shí)用新型提供的一種仿生魚(yú)機(jī)器人利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制,簡(jiǎn)化了魚(yú)形機(jī)器人的結(jié)構(gòu),提高了魚(yú)形仿生機(jī)器人的游動(dòng)速度,整個(gè)仿生魚(yú)機(jī)器人體積較小,能夠完成大型仿生魚(yú)機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無(wú)法完成的工作,同時(shí)具有低能耗,增加續(xù)航及工作時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種仿生魚(yú)機(jī)器人,它包括防水外殼(I)、魚(yú)身框架(2)、翼形胸鰭(3)、距離傳感裝置(4)、單片機(jī)控制器(5)、電源(6)、舵機(jī)(7)、傳動(dòng)連接桿(8)、配重(9)和擺尾(10),其特征在于:所述防水外殼(I)套裝在魚(yú)身框架(2)外,距離傳感裝置(4)安裝在魚(yú)身框架(2)內(nèi)的頭部,距離傳感裝置(4)與單片機(jī)控制器(5)連接,能夠?qū)⑻綔y(cè)到的障礙信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制器(5),單片機(jī)控制器(5)控制舵機(jī)(7),擺尾(10)通過(guò)傳動(dòng)連接桿⑶裝在舵機(jī)(7)的輸出軸上,配重(9)裝在魚(yú)身框架(2)內(nèi)的底部能夠使魚(yú)類仿生機(jī)器人在靜止不動(dòng)時(shí)保持在水中半潛狀態(tài),翼形胸鰭(3)裝在魚(yú)身框架(2)外部能夠保持魚(yú)類仿生機(jī)器人下潛時(shí)的平衡。2.如權(quán)利要求1所述的一種仿生魚(yú)機(jī)器人,其特征在于:所述電源(6)為距離傳感裝置(4)、單片機(jī)控制器(5)和舵機(jī)(7)供電。3.如權(quán)利要求1所述的一種仿生魚(yú)機(jī)器人,其特征在于:所述距離傳感裝置(4)為超聲傳感器。
【專利摘要】一種仿生魚(yú)機(jī)器人,它包括防水外殼、魚(yú)身框架、翼形胸鰭、距離傳感裝置、單片機(jī)控制器、電源、舵機(jī)、傳動(dòng)連接桿、配重和擺尾,其特征在于:所述防水外殼套裝在魚(yú)身框架外,距離傳感裝置安裝在魚(yú)身框架內(nèi)的頭部,距離傳感裝置與單片機(jī)控制器連接,能夠?qū)⑻綔y(cè)到的障礙信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制器,單片機(jī)控制器控制舵機(jī),擺尾通過(guò)傳動(dòng)連接桿裝在舵機(jī)的輸出軸上,配重裝在魚(yú)身框架內(nèi),翼形胸鰭裝在魚(yú)身框架外部能夠保持魚(yú)類仿生機(jī)器人下潛時(shí)的平衡。本實(shí)用新型利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制,提高了魚(yú)形仿生機(jī)器人的游動(dòng)速度,整個(gè)仿生魚(yú)機(jī)器人體積較小,能夠完成大型仿生魚(yú)機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無(wú)法完成的工作。
【IPC分類】B63H1/36, B63H25/26
【公開(kāi)號(hào)】CN204916137
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520709271
【發(fā)明人】張鴻銘
【申請(qǐng)人】上海市上海中學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月14日
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