智能机器海豚
2019-11-22

智能机器海豚

本发明涉及一种智能机器海豚,其特征在于:它包括刚性海豚头,设置在所述海豚头内部的铝制骨架,设置在所述铝制骨架上的电源装置、控制装置、传感装置和配重块;由转弯机构、背腹式推进机构和弹性软体组成的弹性海豚体,以及由鳍肢机构、背鳍机构和尾鳍组成的仿鳍装置。本发明通过对各直流伺服电机的控制,可以成功地模拟典型的海豚多关节上下摆动推进和左右摆动转弯两个自由度的运动,还可以对摆动频率和摆动幅度进行调节。本发明一方面为研究海豚运动的水动力学、游动机理、减阻机制及运动控制方法提供实验平台;另一方面,可为研制高效、快速、隐形的水下推进器提供技术基础,并可以制作出人机交互的机器海豚用于娱乐或观赏。

如图l所示,本发明包括刚性海豚头10、弹性海豚体20、仿鳍装置30、电源装置40、控制装置50、传感装置60、转弯机构70、背腹式推进机构80和弹性软体90。

所述控制装置包括一微控制器模块,分别与所述微控制器模块连接的通讯模块、传感器信息融合模块、控制参数存储模块、电机驱动模块,以及设置在所述海豚头上的天线。

发明还可以对摆动频率和摆动幅度进行调节,使技术展示性和观赏性特别好。2、本发明通过将严格按照生物学海豚的剖面尺寸制作的椭圆环固定在各关节上,并在各椭圆环之间连接弹簧组成软体骨架,并在软体骨架外面设置防水外皮,使本发明在外形上可以更逼真地模拟天然海豚,且在游动过程中可保持稳定的形体,使离散的摆动运动相对平滑,从而减小水动力学阻力,提髙推进效率。3、本发明由于设置了具有步进电机、传动齿轮和拉线的鳍肢机构,因此可以通过对步进电机的控制,实现天然海豚鳍肢的转动和对水面进行拍打的划水运动。4、本发明的控制装置采用模块化控制,将各模块连接在一起,利用智能控制算法协调转弯机构、背腹式推进机构及仿鳍装置的运动,实现海豚的各种复杂运动。本发明一方面为研究海豚运动的水动力学、游动机理、减阻机制及运动控制方法提供实验平台;另一方面,可为研制高效、快速、隐形的水下推进器提供技术基础,并可以制作出人机交互的机器海豚用于娱乐或观赏。附图说明

转弯机构70包括1〜3个摆动关节,本实施例为两个关节,其由两个U型固定架71、72、两个摆动架73、74和安装在两个固定架71、72上的两个直流伺服电机A、B组成。第一关节的固定架71与海豚头10内的铝制骨架14尾部连接,电机A的输出端连接第一关节的摆动架73;第二个关节的固定架72连接第一关节的摆动架73,电机B的输出端连接第二关节的摆动架74。如果关节是多个,其连接依此类推,进而形成每个关节既可以随前一关节在水平方向摆动,又可以带动后一关节在水平方向摆动;多个关节不但可以提供转弯运动,还具有一定的摆动推进作用。如果只有一个关节,则仅有摆动架73相对于固定架71摆动,亦即仅仅起转弯作用。

所述软体骨架包括数个按照生物学海豚的剖面尺寸制作的椭圆环和用紧固件依次连接在各所述椭圆环之间的弹簧,在各所述椭圆环的外面包覆所述防水外皮。

6头10上预留有充电孔12和测漏孔13,二者平时密闭,操作时打开。在海豚头IO内固定连接一铝制骨架14,将电源装置40、控制装置50、传感装置60和一平衡

下面根据本发明的较佳实施例,并配合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

图8是本发明控制装置结构框图具体实施方式