[发明专利]新型推进结构的仿生蝠鲼水下机器人

说明书

新型推进结构仿生蝠鲼水下机器人，包括头部传感气舱室、摄像头、回声探测仪、侧扫声呐、陀螺仪、主体结构、电路控制盒、arduino电路控制板、电源、功率放大器、配重室、表面防水薄膜、推进翼、连接杆、翼型板、横向控制步进电机、纵向控制步进电机和尾鳍，所述头部传感气舱室内安装摄像头进行水下环境实时画面传输和监测，回声探测仪安装气舱室内发出声波通过声波传回数据探测前方地形，侧扫声呐安装在气舱室内通过声波全方位扫描传输周围地形环境，气舱室内的陀螺仪作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器；本发明的优点：柔性躯体、实现容易、机动性高、在水下运行噪音低和适合海域、水域完成监测任务。

技术领域

本发明涉及一种新型推进结构的仿生蝠鲼水下机器人，主要是一种采用新型推进翼结构工作的仿生蝠鲼水下机器人，属于仿生学以及水下航行器领域。

背景技术

随着海洋仿生机器人的迅猛发展，越来越多的机器人应用于海洋探测与海洋监控。仿生机器人有两个主要特点：1、通用性：能完成各种任务、拥有多种多样功能的机器人；2、适应性：机器人对各种复杂环境的自适应能力。

仿生机器人是仿生学与机器人学交叉结合的产物，是利用生物系统结构、性状、原理、行为以及相互作用的完美来启发与指导机器人的研制。仿生机器人和其他机器人相比有合理的结构、强大的功能、较强的自然环境适应性。

本发明的目标是建立一个能适应实际环境并且能适用于水下环境探测的仿生蝠鲼机器人，该机器人能够携带传感器设备例如水下摄像机、回声探测仪、侧扫声呐等等，实时的给控制人员提供水下的环境的具体信息。

鱼的运动模式主要根据致动部位分为两种：第一种是身体和尾鳍的致动模式，第二种是成对的胸鳍致动模式。大部分水下仿生机器人的研究关注点在身体和尾鳍的致动模式，胸鳍致动模式很少被提及，少数几个仿生蝠鲼机器人的胸鳍结构都不能够完整模仿出蝠鲼的运动状态。本发明针对世界上对于胸鳍制动机器人的缺点，通过设计一种新型的翼型结构，成功的模仿出了蝠鲼在水中的运行状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有柔性躯体、实现容易、机动性高、在水下运行噪音低和适合海域、水域进行监测任务的新型推进结构的仿生蝠鲼水下机器人。

本发明要解决的问题是现有的胸鳍制动机器人不能够有效仿生蝠鲼运动导致的工作效率较低。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

新型推进结构的仿生蝠鲼水下机器人，包括头部传感器舱室、摄像头、回声探测仪、侧扫声呐、陀螺仪、主体结构、电路控制盒、arduino电路控制板、电源、功率放大器、配重室、表面防水薄膜、推进翼、连接杆、翼型板、横向控制步进电机、纵向控制步进电机和尾鳍，所述头部传感器舱室内安装摄像头进行水下环境实时画面传输和监测，回声探测仪安装器舱室内发出声波通过声波传回数据探测前方地形，侧扫声呐安装在器舱室内通过声波全方位扫描传输周围地形环境，器舱室内的陀螺仪作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器。

主体结构上方采用螺栓和防水紧固胶连接，其下舱室内放置电路控制盒控制电路系统，电路系统内部通过arduino电路控制板进行控制，下舱室安装电源提供动能，电源连接安装功率放大器，将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。

主体结构上舱室为配重室，控制上升和下降，外层覆盖表面防水薄膜防止有水进入主体内部。

推进翼和主体结构通过螺纹连接安装进行推进，推进翼通过使用相互之间齿轮啮合的连接杆将翼型板均匀插入连接并固定，连接杆之间使用万向接头相连接，翼型板上安装横向控制步进电机和纵向控制步进电机控制推进翼的前进后退、方向控制。

尾鳍配合陀螺仪控制整个机器人水下航行的平衡。

附图说明

图1为本发明推进结构的仿生蝠鲼水下机器人的立体图；