[實用新型]一種仿生電鰩水底探測器

無效

• 申請號: 200920053377.8
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN201380955Y
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 鄒文浩
• 申請（專利權）人: 鄒文浩
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本實用新型涉及到水底探測器技術領域，尤其是一種仿生電鰩水底探測器。

背景技術

水底探測器是一種用來幫助人們在水下采集水文信息的具有一定智能程度的機器人。早在上世紀五十年代人們便將水底探測器應用于水下探礦、地質研究等領域，但時至今日，通過不斷發展和完善的水底探測器仍存在以下幾個缺陷：

1.結構復雜。普通的探測器在結構上可分為三部分：沉浮系統、動力系統、功能系統。沉浮系統是整個探測器中最為復雜的部分，其原理是通過控制水艙內氣體和水的體積比進而改變機體密度，實現上浮或下沉，因此，探測器不僅要配一個較大的水艙和一配套的控壓系統，而且還要不時地往液壓氣瓶里補氣。復雜的結構使得探測器的制造成本居高不下，用起來也多有不便。

2.運動呆滯。普通的探測器大都以螺旋槳、方向舵作實現運動的所有器件，靈活度低，不方便同時操作，機械的外形和螺旋槳在高速旋轉時產生的刺耳難聽的噪音使得探測器的隱秘大大降低，不適用于軍事偵查。

3.功能單一。探測器都只附帶一種或兩種功能裝備。比如：要將探測器用于收集水下圖象信息，則只在探測器上裝配攝像儀；應用于水底取樣，則只配備一個簡單的兜取槽，而沒有將多種功能有機地結合到同一個探測器上。

4.智能程度低。多數探測器屬于第一代機器人的范疇，只能按照編好的程序，由內部的計算機安排它的動作。對外界沒有感知，有的甚至只能由人通過遙控裝備進行控制。

以上的缺點使水底探測器的應用范圍受到了一定的局限，也給研究人員在進行水文勘測時帶來不便。

經歷過數萬年進化、優勝劣汰后的海洋生物在游動及姿態控制方面的能力是目前所有基于傳統水下推進與操控系統的水下機器人所無法比擬的，仿生機器人已成為水下機器人領域研究的重要內容。

電鰩是種無脊椎魚類，能放出強電流用于防御敵害，以及捕食；外形呈平扁的流線型，背鰭，臀鰭有所退化，胸鰭寬大；擺動時帶動體側的肉質膜柔和扇動，是主要的運動器官。電鰩的魚鰾體積與其個體體積的比值明顯小于其他魚類的該項比值，這說明電鰩還存在著其它控制沉浮的方式。

經過觀察，電鰩實現沉浮運動主要靠胸鰭和尾鰭的協調作用，胸鰭擺動使體朝指定方向運動，而尾鰭自由度很高，可以在母線夾角約為94°的錐形空間內朝任意方向擺動，從而控制機體朝各個方向運動(包括下沉，上浮...)。

現有的潛水器大多裝備一套復雜的壓艙系統，通過控制潛水器的密度達到上升下沉的目的。該系統結構復雜，制造和使用的成本相對較高。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術潛水器結構復雜，制造和使用的成本相對較高的技術問題，提供一種將電鰩獨特的鰭面協調的運動方式仿生代替，低成本、低噪音、高靈活度、多功能的新型潛水器。

為實現以上目的，本實用新型采取了以下的技術方案：一種仿生電鰩水底探測器，包括全自由度尾鰭、無線攝像儀、中央處理單元、與該尾鰭電連接的尾鰭驅動伺服器，尾鰭驅動伺服器另一端連接到載物平臺，該載物平臺上覆蓋有鰭面，在該載物平臺的前端設有機械臂，在該載物平臺上、所述鰭面下設置有驅動所述機械臂的第一伺服器，在所述載物平臺的中部設有前端與所述第一伺服器連接的電機座組，所述無線攝像儀設置于該電機座組上，在載物平臺的旁側還設有與所述中央處理單元電連接的接收器、電子調速器、第二伺服器，在所述載物平臺上靠近尾鰭的位置處設置有第三伺服器及液體樣本采集裝置；所述中央處理處理單元還分別與所述尾鰭驅動伺服器、第一伺服器電連接。

上述第一伺服器用于控制機械臂的張合；第二伺服器用于控制攝像儀的旋角和液體樣本采集裝置；第三伺服器用于控制仿生電鰩水底探測器整個機體的上升和下沉；尾鰭驅動伺服器用于控制尾鰭的擺動從而控制仿生電鰩水底探測器整個機體的左右運動；電機座組用于為機體實現運動提供動力；電子調速器用于調節電機轉速；接收器用于接受來自發射機的信號；中央處理單元用于實現無人駕駛；尾鰭用于改變機體運動方向及推進做用；機械臂用于夾取水底的固體樣本，其原理為第一伺服器帶動單個動臂擺動，再由該動臂通過齒輪組帶動另一動臂實現合攏——張開的動作；液體樣本采集裝置用于收集液體樣本，不同水域的水體性質有所差異，同一水域不同深度的水體也有所不同，尤其是低層水體，液體樣本采集裝置，此裝置可以收集不同水域不同層次的水樣；無線攝像儀用于收集圖象信息。

在所述載物平臺的底側面上設有天線。通過無線天線的作用，使得該種仿生電鰩水底探測器接受信號更便捷。