[實用新型]四舵機仿鲹科機器魚控制裝置

有效

• 申請號: 201320881774.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN203720583U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李衛京;繆萬波;路錄祥;單偉忠;王偉龍
• 申請（專利權）人: 李衛京
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;B63H1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種四舵機仿鲹科機器魚控制裝置。

背景技術

目前的仿生魚一般由魚頭、魚身和魚尾組成，魚頭、魚身為一體結構，其缺點是：在水中受阻力過大，倒游時較難產生推動力；它限制了仿生機器魚轉彎的靈活性及倒游的速度。其控制機構比較復雜，如申請號為200610132794的專利申請，在魚頭中設有胸鲹驅動裝置、控制電路、電源模塊、無線通訊模塊、紅外傳感單元，控制電路包括傳感器信息處理裝置與電機控制裝置，傳感器信息處理裝置對所測得的信號進行處理，并將信號處理結果傳送給電機控制裝置，再由電機控制裝置產生控制信號控制仿鲹機構的驅動電機運轉，結構比較復雜。

發明內容

本實用新型的目的是為克服上述不足，而提供了一種四舵機仿鲹科機器魚控制裝置，結構簡單；用于四舵機仿鲹科機器魚的控制。

本實用新型目的是通過以下技術方案實現的，一種四舵機仿鲹科機器魚控制裝置，包括魚頭、魚身、魚尾、晶振電路、無線數傳模塊和單片機，接收信號的無線數傳模塊與單片機連接，單片機分別與魚頭舵機、魚身中的三個舵機相連；舵機的電路板接收來自信號源經無線數傳模塊、單片機的信號，該信號驅動相應舵機的無核心馬達，該無核心馬達通過一對減速齒輪帶動裝在其被動齒輪上傳遞動力的擺臂輸出動力；同時與上述齒輪相連的位置檢測器通過單片機、無線數傳模塊傳回舵機當前狀態的信息；晶振電路經XTAL1、XTAL2與單片機連接。

所述位置檢測器是隨擺臂所處角度的變化而電阻值發生變化的可變電阻。

由于本實用新型以89C516RD+單片機和RF1100-232無線收發模塊為主的控制裝置，它們都是成批生產、質量可靠的產品；價格較低；另外，本實用新型結構比較簡單。

附圖說明

圖1為本實用新型控制電路原理圖；

圖2為四舵機仿鲹科機器魚機械結構示意圖。

具體實施方式

一種四舵機仿鲹科機器魚控制裝置，包括魚頭、魚身、魚尾、晶振電路、無線數傳模塊和單片機，見圖1.接收來自上位機信號的無線數傳模塊與單片機連接，單片機分別與魚頭舵機S1、魚身中的三個舵機即：S2、S3、S4相連，舵機的電路板接收來自信號源經無線數傳模塊、單片機的信號，該信號驅動相應舵機的無核心馬達，該無核心馬達通過一對減速齒輪帶動裝在其被動齒輪上傳遞動力的擺臂輸出動力；同時與上述齒輪相連的位置檢測器通過單片機、無線數傳模塊傳回舵機當前狀態的信息；以Y1晶體諧振器和電容C為主要元、器件構成的晶振電路經XTAL1、XTAL2分別與單片機的管腳14、15相連接。

所述無線數傳模塊采用無線收發模塊，其型號為RF1100-232，它的管腳4為串口輸入并與單片機的管腳7連接；無線收發模塊的管腳5為串口輸出并與單片機的管腳5相連；單片機采用低成本、低功耗的STC89C516RD+貼片式單片機，它具有微處理器、64k存儲空間和44根管腳，所述44根管腳中包含4組總線式I/O口，即P0、P1、P2、P3，單片機內部擁有三個定時/計數器，即T0、T1和T2.單片機的管腳8、9、10、11分別與魚頭舵機S1、舵機S2、舵機S3、舵機S4相連接；

所述位置檢測器是隨擺臂所處角度的變化而電阻值發生變化的可變電阻。

圖2是四舵機仿鲹科機器魚機械結構示意圖；圖中標明了魚頭舵機S1、魚身中的三個舵機即：S2、S3、S4的相關位置。

圖1是控制電路原理圖，其中無線收發部分采用了串口通訊的方式，由單片機的T1定時器實時產生9600kbps的波特率，當無線數傳模塊接收到上位機發來的命令時觸發串行口中斷，隨后命令信息將被寫入單片機的SBUF寄存器。

另外，還設計了上位機與控制模塊間交流的口令。以便調試機器魚的動作控制模型。通訊口令由兩位16進制數組成，高位代表口令的控制類別，低位代表該控制類別的取值。

這套口令的高位最多可控制影響四舵機仿鲹科機器魚動作的16個量值，實際用了13個；分別為游動模態、游動速度、游動方向、游動頻率、魚體波函數初值、魚頭舵機S1的擺動幅度、舵機S2的擺動幅度、舵機S3的擺動幅度、舵機S4的擺動幅度、魚頭舵機S1的中立值修正、舵機S2的中立值修正、舵機S3的中立值修正和舵機S4的中立值修正。這套口令的低位分別為每種控制類別的取值。

操作時，先讓T0定時器每20ms中斷一次，產生PWM波周期。再使用T2定時器的16位自動重裝定時功能，產生準確的定時中斷，下面分多個步驟具體控制上述四個舵機的占空比。