仿生魚機(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機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]二十一世紀(jì)是人類開發(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)計中，對當(dāng)今日益發(fā)展的仿生機(jī)器人科學(xué)起到了極大的推動作用。近年來，人們從豐富多彩的魚類身上獲得靈感，將它們的運(yùn)動機(jī)理和行為方式運(yùn)用到對水下機(jī)器人運(yùn)動機(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]隨著海洋開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，一般水中技術(shù)己無法適應(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等許多領(lǐng)域顯露出廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在價值。目前機(jī)器人在水中的運(yùn)動方式，可分為浮游式、步行式和移動式機(jī)器人，其中浮游式就是結(jié)合了魚類和機(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]中國專利CN1480300A公開了一種可以在水中游弋的魚形機(jī)器人，它包括魚形外殼及框架，沉浮機(jī)構(gòu)，搖擺機(jī)構(gòu)，擺動機(jī)構(gòu)，信息感知機(jī)構(gòu)，控制器及電源構(gòu)成，魚身與魚尾之間為活動連接，框架密封在魚形外殼內(nèi)，沉浮機(jī)構(gòu)，搖擺機(jī)構(gòu)，擺動機(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，魚鰭左右各一個對稱設(shè)置，擺動機(jī)構(gòu)由擺動電機(jī)連接驅(qū)動導(dǎo)桿組成，導(dǎo)出桿的外端連接驅(qū)動固定在魚尾上的擺動連接件，信息感知機(jī)構(gòu)中的距離傳感器設(shè)置魚頭的最前部，視覺傳感器設(shè)在魚的魚眼位置，姿態(tài)傳感器，壓力傳感器設(shè)在魚身內(nèi)，控制器及電源設(shè)在魚身內(nèi)，該魚形機(jī)器人能夠模仿魚類在水中游動，但是控制游動過程消耗能源較大，魚尾能夠擺動角度較小，浮游速度不快。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型設(shè)計的目的就是針對現(xiàn)有的魚形仿生機(jī)器人游動速度不快，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)缺陷，提供一種仿生魚機(jī)器人，利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制，簡化了魚形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，提高了魚形仿生機(jī)器人的游動速度，整個仿生魚機(jī)器人體積較小，能夠完成大型仿生魚機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無法完成的工作。
[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)計的一種仿生魚機(jī)器人，它包括防水外殼、魚身框架、翼形胸鰭、距離傳感裝置、單片機(jī)控制器、電源、舵機(jī)、傳動連接桿、配重和擺尾，其特征在于:所述防水外殼套裝在魚身框架外，距離傳感裝置安裝在魚身框架內(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到的障礙信號傳遞給單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器控制舵機(jī)，擺尾通過傳動連接桿裝在舵機(jī)的輸出軸上，配重裝在魚身框架內(nèi)的底部能夠使魚類仿生機(jī)器人在靜止不動時保持在水中半潛狀態(tài)，翼形胸鰭裝在魚身框架外部能夠保持魚類仿生機(jī)器人下潛時的平衡。
[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機(jī)器人利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制，簡化了魚形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，提高了魚形仿生機(jī)器人的游動速度，整個仿生魚機(jī)器人體積較小，能夠完成大型仿生魚機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無法完成的工作，同時具有低能耗，增加續(xù)航及工作時間的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[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，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。、
[0015]實(shí)施例
[0016]如附圖1所示，一種仿生魚機(jī)器人，它包括防水外殼1、魚身框架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套裝在魚身框架2外，距離傳感裝置4安裝在魚身框架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到的障礙信號傳遞給單片機(jī)控制器5，單片機(jī)控制器5控制舵機(jī)7，擺尾10通過傳動連接桿9裝在舵機(jī)7的輸出軸上，配重9裝在魚身框架2內(nèi)的底部能夠使魚類仿生機(jī)器人在靜止不動時保持在水中半潛狀態(tài)，翼形胸鰭3裝在魚身框架2外部能夠保持魚類仿生機(jī)器人下潛時的平衡。
[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)速度來控制仿生機(jī)器魚在水中的沉浮，其物理學(xué)原理是擺尾擺動產(chǎn)生前行動力推動整個機(jī)器魚前進(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程中產(chǎn)生的壓力致機(jī)器魚潛入水下，前行速度越快則機(jī)器魚獲得的下壓力越大，前行速度減慢則機(jī)器魚緩慢上浮，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機(jī)器人利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制，簡化了魚形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，提高了魚形仿生機(jī)器人的游動速度，整個仿生魚機(jī)器人體積較小，能夠完成大型仿生魚機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無法完成的工作，同時具有低能耗，增加續(xù)航及工作時間的優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項】
1.一種仿生魚機(jī)器人，它包括防水外殼(I)、魚身框架(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)套裝在魚身框架(2)外，距離傳感裝置(4)安裝在魚身框架(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到的障礙信號傳遞給單片機(jī)控制器(5)，單片機(jī)控制器(5)控制舵機(jī)(7)，擺尾(10)通過傳動連接桿⑶裝在舵機(jī)(7)的輸出軸上，配重(9)裝在魚身框架(2)內(nèi)的底部能夠使魚類仿生機(jī)器人在靜止不動時保持在水中半潛狀態(tài)，翼形胸鰭(3)裝在魚身框架(2)外部能夠保持魚類仿生機(jī)器人下潛時的平衡。2.如權(quán)利要求1所述的一種仿生魚機(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】一種仿生魚機(jī)器人，它包括防水外殼、魚身框架、翼形胸鰭、距離傳感裝置、單片機(jī)控制器、電源、舵機(jī)、傳動連接桿、配重和擺尾,其特征在于：所述防水外殼套裝在魚身框架外，距離傳感裝置安裝在魚身框架內(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到的障礙信號傳遞給單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器控制舵機(jī)，擺尾通過傳動連接桿裝在舵機(jī)的輸出軸上，配重裝在魚身框架內(nèi)，翼形胸鰭裝在魚身框架外部能夠保持魚類仿生機(jī)器人下潛時的平衡。本實(shí)用新型利用單片機(jī)和舵機(jī)的聯(lián)合控制，提高了魚形仿生機(jī)器人的游動速度,整個仿生魚機(jī)器人體積較小，能夠完成大型仿生魚機(jī)器人因?yàn)轶w積限制無法完成的工作。
【IPC分類】B63H1/36, B63H25/26
【公開號】CN204916137
【申請?zhí)枴緾N201520709271
【發(fā)明人】張鴻銘
【申請人】上海市上海中學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月14日