[发明专利]一种面向水质监测的仿生机器海豚

摘要

本发明公开了一种面向水质监测的仿生机器海豚，包括仿生机器海豚和上位机监控系统。所述仿生机器海豚与上位机监控系统采用无线射频方式实现信息交互。本发明中仿生机器海豚采用虎鲸纺锤体低阻流线外形，以聚甲醛工程塑料制作耐压外壳，包括水质传感器模块、头部透明舱、胸鳍舱、主控舱和尾关节舱。所述水质传感器模块根据水质监测需求安装不同类型的水质传感器。胸鳍舱安装胸鳍驱动模块。主控舱安装背鳍驱动模块及尾关节驱动模块。尾关节舱安装尾鳍驱动模块。本发明可实现仿生机器海豚前进、转向、下潜、上浮等机动运动。本发明利用仿生机器海豚的高机动、低扰动、无污染等，通过携带水质传感器在狭窄、复杂和动态的水下环境中完成水质监测任务。

主权项

一种面向水质监测的仿生机器海豚，包括仿生机器海豚和上位机监控系统；其中：所述仿生机器海豚与上位机监控系统采用无线射频方式实现信息交互，实时监测水质信息、位置信息、姿态信息，并无线发送给上位机监控系统，同时接收上位机监控系统发送的控制指令，执行相应的任务；所述仿生机器海豚从位置功能上划分为：水质传感器模块、头部透明舱、胸鳍舱、主控舱和尾关节舱；所述水质传感器模块采用独立悬挂方式，安装在所述仿生机器海豚的下侧，包括：水质传感器安装支架和水质传感器，能够根据水质检测任务需要，安装不同类型的水质传感器；所述头部透明舱位于仿生机器海豚前端，舱内安装有至少一个传感器和第一信息采集模块，所述第一信息采集模块用于采集和处理所述头部透明舱中传感器信息；所述胸鳍舱位于所述头部透明舱后方，所述胸鳍舱和所述头部透明舱之间采用密封圈固定；所述胸鳍舱内安装有胸鳍驱动模块，所述胸鳍驱动模块包括：胸鳍舵机、仿生胸鳍、第一传动轴，所述胸鳍舵机与所述仿生胸鳍通过第一传动轴相连，当所述胸鳍舵机往复运动时，通过第一传动轴来驱动仿生胸鳍往复运动；所述胸鳍舱还安装有第二航空插头和第二信息采集模块，所述第二航空插头与所述水质传感器通过航空插头连接线连接；所述第二航空插头还与第二信息采集模块通过串口连接，所述第二信息采集模块用于采集、处理水质信息；所述主控舱位于胸鳍舱后方，包括：背鳍驱动模块和尾关节驱动模块；所述背鳍驱动模块包括：背鳍舵机、仿生背鳍、第二传动轴；所述背鳍舵机与所述仿生背鳍通过第二传动轴相连，当背鳍舵机往复运动时，通过第二传动轴来驱动仿生背鳍往复运动；所述尾关节驱动模块包括第一电机驱动模块、第一电机、第一主动齿轮、第一从动齿轮、第一转轴；第一电机驱动模块与第一电机连接，第一主动齿轮安装于第一电机的输出轴末端并与安装于第一转轴上的第一从动齿轮齿合；第一转轴与尾关节舱固定相连；当第一电机驱动模块驱动第一电机往复运动时，带动第一主动齿轮、第一从动齿轮转动，从而带动尾关节舱上下拍动；所述主控舱还包括第一控制模块和第四航空插头，所述第一控制模块与所述第一信息采集模块、第二信息采集模块连接，用于获取第一信息采集模块和第二信息采集模块的信息，所述第一控制模块还与第一电机驱动模块相连；所述第四航空插头与所述第一控制模块连接，用于实现尾关节舱的供电和与主控舱之间的通信；所述尾关节舱位于主控舱的后方，包括尾鳍驱动模块和仿生尾鳍；所述尾鳍驱动模块包括第二电机驱动模块、第二电机、第二主动齿轮、第二从动齿轮；第二电机驱动模块与第二电机相连，第二主动齿轮安装于第二电机输出轴末端并与安装于第二转轴上的第二从动齿轮齿合，另外第二转轴与仿生尾鳍固定相连，当第二电机驱动模块驱动第二电机往复转动时，带动第二主动齿轮、第二从动齿轮往复转动，从而带动仿生尾鳍往复拍动；所述尾关节舱位还包括第二控制模块和第五航空插头；所述第二控制模块与所述第二电机驱动模块相连，还与第五航空插头通过串口线连接；所述第五航空插头与第四航空插头通过航空插头连接线连接。