一种伺服驱动装置及使用该伺服驱动装置的仿生鱼制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种伺服驱动装置及使用该伺服驱动装置的仿生鱼，其中，伺服驱动装置包括通过电连接的控制主机、微控制器、无线电发射机、人造肌肉、第一伺服电机、第二伺服电机，伺服驱动装置由控制主机控制，控制主机发送信号到BLE链路收发器无线传输到浮动站，浮动站的BLE链路接收信号并将其传输给微控制器，微控制器的数据传输到基站。融合仿生和伺服电机驱动方式的新型水下机器人，能满足人类未来对海洋监测和调查任务多样性的需求；当作业任务需要远距离航行或长时序在位工作时，采用仿生模式，通过变化自身排水体积进而改变浮力，通过调整内部压载质量的位置来改变自身姿态，并通过鱼鳍实现高效滑翔运动，有效节约能量。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服驱动装置及使用该伺服驱动装置的仿生鱼
本技术涉及仿生鱼
，尤其涉及的一种伺服驱动装置及使用该伺服驱动装置的仿生鱼。
技术介绍
随着科学技术的发展，人类对海洋监测和调查任务多样性的需求也日益增长。当作业任务需要远距离航行或长时序在位工作时，采用仿生模式，在该模式下通过变化自身排水体积进而改变浮力，通过调整内部压载质量的位置来改变自身姿态，并通过鱼鳍实现高效滑翔运动，是非常有必要的。当前深海鱼仿生鱼
中，仿生鱼在海上作业时，经常出现能量不足，转向困难，与主站联络不便的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种伺服驱动装置及使用该伺服驱动装置的仿生鱼，能够满足人类未来对海洋监测和调查任务多样性的需求。当作业任务需要远距离航行或长时序在位工作时，采用仿生模式，在该模式下通过变化自身排水体积进而改变浮力，通过调整内部压载质量的位置来改变自身姿态，并通过鱼鳍实现高效滑翔运动，有效节约能量；当作业任务需要快速机动或精确监测、跟踪时伺服电机推进模式，在该模式下前进动力由螺旋桨提供，并通过调节舵角来改变航向，操纵机动灵活。为解决上述技术问题，一方面，本技术一实施例提供了一种伺服驱动装置，包括通过电连接的控制主机、微控制器、无线电发射机、人造肌肉、第一伺服电机、第二伺服电机，所述伺服驱动装置由所述控制主机控制，控制主机发送信号到BLE链路收发器无线传输到浮动站，浮动站的BLE链路接收信号并将其传输给所述微控制器，所述微控制器的数据传输到基站。优选地，所述人造肌肉包括生物金属纤维。优选地，所述微控制器设于仿生鱼头顶部。优选地，所述无线电发射机设于仿生鱼头侧部。优选地，所述人造肌肉设于仿生鱼鱼鳍上。优选地，所述仿生鱼鱼鳍包括胸鳍，背鳍，肛鳍，尾鳍。优选地，所述第一伺服电机设于所述胸鳍和尾鳍的中间一侧。优选地，所述第二伺服电机设于所述胸鳍和尾鳍的中间另一侧。另一方面，本技术一实施例提供了一种仿生鱼，包括壳体，以及上述的伺服驱动装置。优选地，所述人造肌肉附着在鱼鳍上，由电线通过穿线孔连接所述仿生鱼壳体内电路，由电路通断电来实现形变与复原，从而实现鱼鳍摆动。优选地，当所述第一伺服电机臂向转弯方向移动90度时，所述第一伺服电机和第二伺服电机同时驱动；当所述第一伺服电机臂恢复到原来位置时，所述第一伺服电机和第二伺服电机异步驱动。优选地，当所述第二伺服电机臂向转弯方向移动90度时，所述第一伺服电机和第二伺服电机同时驱动；当所述第二伺服电机臂恢复到原来位置时，所述第一伺服电机和第二伺服电机异步驱动。优选地，还包括加速度传感器和陀螺仪感应器。优选地，还包括摄像机，所述摄像机设于所述仿生鱼头部。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：融合仿生和伺服电机驱动方式的新型水下机器人，能满足人类未来对海洋监测和调查任务多样性的需求。当作业任务需要远距离航行或长时序在位工作时，采用仿生模式，在该模式下通过变化自身排水体积进而改变浮力，通过调整内部压载质量的位置来改变自身姿态，并通过鱼鳍实现高效滑翔运动，有效节约能量；当作业任务需要快速机动或精确监测、跟踪时伺服电机推进模式，在该模式下前进动力由螺旋桨提供，并通过调节舵角来改变航向，操纵机动灵活。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本技术伺服驱动装置驱动原理图。图2是本技术仿生鱼的结构示意图。图3(a)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的结构示意图。图3(b)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的驱动图像示意图。图3(c)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中背鳍2和肛鳍3的结构示意图。图3(d)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中背鳍2和肛鳍3的驱动图像示意图。图3(e)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的结构示意图。图3(f)是本技术仿生鱼在快速转弯过程中胸鳍1和尾鳍4的驱动图像示意图。图4(a)是本技术仿生鱼鱼鳍阻力三分量力学测量示意图。图4(b)是本技术仿生鱼的胸鳍1和尾鳍4原始的结构示意图。图4(c)是本技术仿生鱼的胸鳍1和尾鳍4改进后的结构示意图。图5(a)是本技术仿生鱼在原始的胸鳍1和尾鳍4上产生的阻力示意图。图5(b)是本技术仿生鱼在改进后的胸鳍1和尾鳍4上产生的阻力示意图。图6是本技术仿生鱼在直线轨迹中游动的第一伺服电机和第二伺服电机控制信号示意图。图7是本技术仿生鱼在快速转弯试验期间对两台伺服电机的控制信号示意图。图8(a)是本技术仿生鱼在快速转弯试验期间对背鳍的控制信号。图8(b)是本技术仿生鱼在快速转弯试验期间对肛鳍的控制信号。图8(c)是本技术仿生鱼在快速转弯试验期间对尾鳍的控制信号。图8(d)是本技术仿生鱼在快速转弯试验期间对胸鳍的控制信号。图9是本技术仿生鱼最大前进速度和计算得到的平均推力随驱动周期的变化示意图。图10是本技术仿生鱼在无循环水流水箱中的加速度示意图。图11是本技术仿生鱼在无循环水流水箱中的速度示意图。图12是本技术仿生鱼在控制实验中的加速度示意图。图13是本技术仿生鱼在控制实验中的速度示意图。图14是推进器式航行器的布置示意图。图15是本技术仿生鱼所处的仿真海藻环境示意图。图中，1-胸鳍，2-背鳍，3-肛鳍，4-尾鳍，5-加速度传感器和陀螺仪感应器，6-摄像机，7-微处理器，8-电池，9-无线电发射器，10-第一伺服电机，11-第二伺服电机，12-人造肌肉，13-硅片，14-聚苯乙烯氯化物薄片,15-伺服电机，16-直流电机，17-推进器，18-推进器防护罩。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一一种伺服驱动装置，包括通过电连接的控制主机、微控制器、无线电发射机、人造肌肉、第一伺服电机、第二伺服电机，所述伺服驱动装置由所述控制主机控制，控制主机发送信号到BLE链路收发器无线传输到浮动站，浮动站的BLE链路接收信号并将其传输给所述微控制器，所述微控制器的数据传输到基站。所述人造肌肉包括生物金属纤维。所述微控制器设于仿生鱼头顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服驱动装置，其特征在于，包括通过电连接的控制主机、微控制器、无线电发射机、人造肌肉、第一伺服电机、第二伺服电机，所述伺服驱动装置由所述控制主机控制，控制主机发送信号到BLE链路收发器无线传输到浮动站，浮动站的BLE链路接收信号并将其传输给所述微控制器，所述微控制器的数据传输到基站。/n

【技术特征摘要】
1.一种伺服驱动装置，其特征在于，包括通过电连接的控制主机、微控制器、无线电发射机、人造肌肉、第一伺服电机、第二伺服电机，所述伺服驱动装置由所述控制主机控制，控制主机发送信号到BLE链路收发器无线传输到浮动站，浮动站的BLE链路接收信号并将其传输给所述微控制器，所述微控制器的数据传输到基站。


2.根据权利要求1所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述人造肌肉包括生物金属纤维。


3.根据权利要求1所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述微控制器设于仿生鱼头顶部。


4.根据权利要求1所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述无线电发射机设于仿生鱼头侧部。


5.根据权利要求1所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述人造肌肉设于仿生鱼鱼鳍上。


6.根据权利要求5所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述仿生鱼鱼鳍包括胸鳍，背鳍，肛鳍，尾鳍。


7.根据权利要求6所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述第一伺服电机设于所述胸鳍和尾鳍的中间一侧。


8.根据权利要求6所述的伺服驱动装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美莹，季春霖，姜定琴，
申请(专利权)人：深圳光启空间技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44