[实用新型]仿生蝠鲼装置

说明书

本实用新型涉及一种仿生蝠鲼装置，所述的仿生蝠鲼装置包括蝠鲼本体、胸鳍本体、多路舵机控制板、主控单片机；在蝠鲼本体固定安装有声波传感器、磁场传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器和多通道无线通讯收发装置，蝠鲼本体前端设有高清微型摄像头；红外避障仪、水压传感器、温度传感器、声波传感器、加速度传感器和磁场传感器的信号输出端分别与主控单片机的各个信号输入端电连接。其优点表现在：能够实现全柔性防生运动，阻力低、速度快且灵活，可以加速启动、便于水下通讯及时反馈数据，滑翔的动力机制使得该生蝠鲼装置在游动时噪声很大程度上的减小，利于隐蔽，在海洋生物研究和海底勘测中有着很好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及水下航行与探测装置，是一种以蝠鲼生物形态的仿生装置。

背景技术

探索海洋科学是21世纪最重大的问题之一。传统的“螺旋桨”的航行装置随着时代的进步逐渐的被淘汰。而水下机器人则成为现代探索海洋资源的重要工具。作为融合仿生学、流体动力学、材料学、工程学、自动控制理论及机器人学的交叉学科，仿生型水下航行器具备海蛇类对水域环境适应性强、灵活性高、体积小、推进效率高、噪声低、流体扰动小、机动性好等优点；但仍然存在一些如重量、几何尺寸、噪音大、灵活性和隐蔽性差、对环境扰动大等诸多自身不足。在仿生机器鱼的研究上国内起步较晚，但随着高速发展的经济对进一步开发近海直至远洋的迫切需求，越来越多的科研机构开始从事这方面的研究工作，近年来随着微电子机械系统的发展，通过施加特定激励信号，使特殊功能材料产生物理变形，推进微型水下机器人灵活游动，在空间狭小的环境进行检测、维护等作业。

国内外科研人员模仿鱼类游动模式研制了多种仿生机器鱼。研究的热点主要集中在尾鳍摆动推进机器鱼，这种模式下的机器鱼游动速度很快，但灵活性差，而采用中央鳍/对鳍推进模式游动的机器鱼游动速度慢，但稳定性高、机动性好。

近几年来，越来越多的科研人员开始研究采用MPF推进模式游动的机器鱼。爱沙尼亚学者Anton等人研制了离子交换膜金属复合材料驱动的仿胸鳍波动机构。美国西北大学的Epstein等人研制了仿生带状长鳍推进器。日本的 Yamamoto等基于扑翼原理模仿双吻前口蝠鲼研制了柔性机器鱼。中国国防科技大学研究了柔性长鳍波动推进的仿生水下机器人和胸鳍摆动模式推进机器鱼。中国科学技术大学章永华等人开发了形状记忆合金(shapememory alloy，SMA) 驱动的可实现波状运动的仿生鱼鳍模型。北京航空航天大学研制了单自由度的仿蝠鲼水下机器鱼。但是,目前用于MPF推进模式游动机器鱼的仿生鱼鳍都很难实现全柔性的仿生运动。

综上所述，需要一种能够实现全柔性防生运动，阻力低、速度快且灵活，可以加速启动、便于水下通讯及时反馈数据的仿生蝠鲼装置，而关于这种仿生蝠鲼装置目前还未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供种一能够实现全柔性防生运动，阻力低、速度快且灵活，可以加速启动、便于水下通讯时反馈数据的仿生蝠鲼装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种仿生蝠鲼装置，所述的仿生蝠鲼装置包括蝠鲼本体、胸鳍本体、多路舵机控制板、主控单片机；所述的胸鳍本体共有两个，分布在蝠鲼本体两侧；所述的蝠鲼本体内设有包括至少4个支架和4个舵机，在每个支架内分别安装有舵机，支架依序固定连接在一起；双胸鳍本体分别经支架固定连接在蝠鲼本体上；多路舵机控制板的多路信号输出端分别与各个舵机的信号输入端电连接；多路舵机控制板与主控单片机之间双向电连接；在蝠鲼本体固定安装有声波传感器、磁场传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器和多通道无线通讯收发装置，蝠鲼本体前端设有高清微型摄像头；红外避障仪、水压传感器、温度传感器、声波传感器、加速度传感器和磁场传感器的信号输出端分别与主控单片机的各个信号输入端电连接，主控单片机的无线通讯端、多路舵机控制板的无线通讯端分别与多通道无线收发装置的信号端通讯连接。

作为一种优选的技术方案，在支架和舵机上均分别安装有浮力块，该浮力块呈半椭圆柱形。