[發明專利]一種基于離子交換聚合體金屬合成物驅動器的小型機器魚系統

無效

• 申請號: 200910012697.3
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101612987A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 郝麗娜;劉斌;鄧軍;劉鑫;徐夙
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H21/17;B63G8/14;A63H11/00;G01C17/00;G05B19/042;G08C23/02;G08C23/04
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 李運萍

1、一種基于離子交換聚合體金屬合成物驅動器的小型機器魚系統，其特征在于：由定位基站1、定位基站2、定位基站3和機器魚1、機器魚2、遙控器和上位機組成；定位基站1、定位基站2、定位基站3、機器魚2、遙控器通過Zigbee與機器魚1通訊，遙控器通過RS232接口與上位機相連；機器魚1和機器魚2的結構相同，包括單片機控制器、IPMC驅動電路、紅外發射器、超聲波發射器、數字羅盤、溫度傳感器和射頻通信電路，其中，單片機控制器中嵌入驅動器控制軟件，驅動IPMC材料推動機器魚前進；嵌入定位信號發射軟件，發射超聲波和紅外二極管信號；數字羅盤控制軟件，控制數字羅盤測量角度；IPMC驅動電路包括穩壓器、兩輸入與非門、4個半H橋驅動器，穩壓器的輸入和輸出端接電容，在兩輸入與非門和單片機控制器引腳之間接入NPN型三極管；定位基站1、定位基站2和定位基站3的結構相同，包括單片機控制器、紅外線接收器、超聲波接收器和射頻通信電路，其中單片機控制器嵌入接收定位信號軟件，接收機器魚發射出的紅外線和超聲波信號。

2、權利要求1所述的基于離子交換聚合體金屬合成物驅動器的小型機器魚系統，其特征在于：所述機器魚中單片機控制器驅動IPMC材料推動機器魚前進的驅動過程，步驟如下：

步驟1.開始；

步驟2.TIM2計時器初始化；

步驟3.令RD4＝1，RD5＝0；

步驟4.TIM2計時器開始計時；

步驟5.TIM2計時器溢出計數變量加1；

步驟6.判斷計數值是否達到設定值，如果是則執行步驟7；

步驟7.反轉RD4和RD5，計時變量清零。

3、權利要求1所述的基于離子交換聚合體金屬合成物驅動器的小型機器魚系統，其特征在于：所述機器魚中單片機控制器發射超聲波和紅外二極管信號過程，步驟如下：

步驟1、開始；

步驟2、TIM2計時器初始化；

步驟3、令RD＝1；

步驟4、TIM2計時器開始計時；

步驟5、TIM2計時器溢出，計數變量加1；

步驟6、計數變量為98時，RD＝0；

步驟7、計數變量為100時RD＝1，計數變量清零，執行步驟4。

4、權利要求1所述的基于離子交換聚合體金屬合成物驅動器的小型機器魚系統，其特征在于：所述機器魚中單片機控制器控制數字羅盤測量角度過程，方法如下：

步驟1、開始；

步驟2、關閉定位信號發射端，TIM3開始計時；

步驟3、當RD6＝1和RD6＝0時等待；

步驟4、TIM3計時器值清零；

步驟5、當RD6＝1時TIM3計時，RD6＝0時停止；

步驟6、將TIM3中的計時數據保存；

步驟7、結束。

5、權利要求1所述的基于離子交換聚合體金屬合成物驅動器的小型機器魚系統，其特征于：所述定位基站中的單片機控制器接收機器魚發射出的紅外線和超聲波信號，方法如下：

步驟1、開始；

步驟2、判斷RB5的值是否為0，如果為0則執行步驟3，如果不為0，則執行步驟10；

步驟3、禁止RB中斷；

步驟4、TIM3計時器初始化；

步驟5、打開TIM3計時器；

步驟6、判斷TIM3是否溢出，如果時間溢出則執行步驟10，否則執行步驟7；

步驟7、判斷RD7是否為1，如果為1則執行步驟8，否則執行步驟6；

步驟8、關閉TIM3計時器，保存計時數字；

步驟9、啟動TIM2計時器，延時0.03秒；

步驟10、結束。

6、權利要求1所述的基于離子交換聚合體金屬合成物驅動器的小型機器魚系統的控制方法，其特征在于：機器魚1作為協調器，機器魚2作為從節點，數字羅盤測量角度，溫度傳感器采集溫度；機器魚2向外發出紅外線與超聲波信號，同時將采集到的溫度與角度信息傳遞給機器魚1；機器魚1向外發出紅外線與超聲波信號，同時接收定位基站信息、機器魚2信息，并將本身采集的數據信息和接收到的信息傳遞給遙控器；定位基站上的超聲波紅外線接收測量時間信息并將測量到的時間信息傳遞給機器魚1；遙控器接收機器魚1發送來的全部信息，并通過RS232接口傳遞給上位機，上位機對數據進行處理。