[发明专利]一种水下仿生侧线感知阵列

说明书

一种水下仿生侧线感知阵列，包括仿生侧线阵列结构本体、流道通水孔、内部通道以及若干水流和水压复合传感器，其中，水流和水压复合传感器包括电活性聚合物智能材料纤毛、压强传感器、电极和底座，仿生侧线阵列结构本体沿长度方向内部开设有内部通道，水流和水压复合传感器设置在内部通道内，仿生侧线阵列结构本体一侧开设有若干个与内部通道相连通的流道通水孔；底座设置在内部通道内，底座上设置有四个电极，底座上设置有电活性聚合物智能材料纤毛压强传感器布置在底座上。本发明具有模拟鱼类侧线系统，同时感知水流和水压变化，抗干扰能力强、灵敏度和精度高，可以为精确感知侧线阵列周围水环境变化提供测量依据。

技术领域

本发明涉及水下新型水流和水压信号获取技术领域，特别是涉及一种水下仿生侧线感知阵列。

背景技术

鱼类在水中高度灵活机动的能力，根本源自其有发达的侧线感知系统，通过感知周围环境变化，提取出有用信息，轻松的躲避障碍物和危险。鱼类的侧线系统启发了科学家的思维，人造侧线系统通过模仿鱼类侧线对环境的感知。人工侧线系统的感知研究具有重大的科研价值与实际应用价值。

鱼类通过神经元的偏移来感知外界刺激，并以电流的形式进行传递，是一个集机械和电场的生物过程，与大多传感器的工作原理与之相似。结合鱼类表皮神经丘感知特点，近年来，研究人员设计出各种微机械分布的流体感知器以及各种形式的人工侧线系统，用以感知水流的速度和强度，极少同时对水流和水压信号进行综合测量分析。这些研究能通过感知系统对周围变化的流体进行感知，能够感知到流体信息，估计流体的方向和速度，但是离真实鱼类侧线还有很大差距，其稳定性，精确性需要进一步保证。

发明内容

本发明的目的是提供了一种水下仿生侧线感知阵列，结构简单，布置合理，功能完善，利用特殊的仿生侧线阵列结构本体式结构代替鱼类的侧线管，起到了对水流和水压复合传感器滤波保护作用，能够准确的测量出各个方向的水流流速和水压压力，通过仿鱼类侧线结构布置感知阵列，可以起到对水流及水压的综合感知作用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种水下仿生侧线感知阵列，包括仿生侧线阵列结构本体、流道通水孔、内部通道以及若干水流和水压复合传感器，其中，水流和水压复合传感器包括电活性聚合物智能材料纤毛、压强传感器、电极和底座，仿生侧线阵列结构本体沿长度方向内部开设有内部通道，水流和水压复合传感器设置在内部通道内，仿生侧线阵列结构本体一侧开设有若干个与内部通道相连通的流道通水孔；底座设置在内部通道内，底座上设置有四个电极，底座上设置有电活性聚合物智能材料纤毛压强传感器布置在底座上。

本发明进一步的改进在于，仿生侧线阵列结构本体为矩形结构。

本发明进一步的改进在于，内部通道的横截面为半圆形。

本发明进一步的改进在于，半圆形的直径为电活性聚合物智能材料纤毛长度的四分之一到二分之一。

本发明进一步的改进在于，流道通水孔至少为5个。

本发明进一步的改进在于，电活性聚合物智能材料纤毛与底座垂直设置；每个电活性聚合物智能材料纤毛设置在相邻的流道通水孔的中间位置。

本发明进一步的改进在于，电活性聚合物智能材料纤毛为长方体状，四个侧面引出四个正负电极，电极设置在底座上。

本发明进一步的改进在于，压强传感器布置在底座上。

本发明进一步的改进在于，电极连接数据采集通道。

本发明进一步的改进在于，底座通过螺栓固定在内部通道内。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：