[發明專利]一種具有復合發電功能的水陸兩棲波動鰭機器人

在審

• 申請號: 202110269508.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112977771A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 胡橋;張堂佳;童保成;黃琴;曾楊彬;尹盛林;陳振漢;魏昶
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B60F3/00;B63G8/00;H02J7/32;H02J7/35;H02N2/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種具有復合發電功能的水陸兩棲波動鰭機器人，波動鰭外殼體內設置有波動鰭主體模塊，波動鰭主體模塊經鰭面波動式壓電材料發電模塊與波動鰭外殼體兩側設置的波動鰭連接；波動鰭的鰭面呈類正弦波形擺動；波動鰭外殼體的表面設置有太陽能發電模塊，太陽能發電模塊與波動鰭主體模塊連接；當波動鰭鰭面運動時，壓電材料發電裝置跟隨鰭面一起運動產生變形，實現壓電材料發電裝置發電，當波動鰭位于水面或陸上有太陽照射的環境中時，太陽能發電裝置開始發電，蓄電池模塊為整個水陸兩棲波動鰭機器人系統提供電能。本發明實現了水陸兩棲波動鰭機器人自身發電功能，克服了水陸兩棲機器人因續航能力不足導致任務執行能力以及活動范圍受限的問題。

技術領域

本發明屬于機器人能源技術領域，具體涉及一種具有復合發電功能的水陸兩棲波動鰭機器人。

背景技術

海洋環境中蘊含豐富的資源，隨著現代科學技術的蓬勃發展，海洋探索逐步成為海洋科技領域中的重要角色，各國紛紛把海洋資源的探索作為國家發展戰略，對于海洋的探測、開發和利用已成為各國科學家的研究重點，同時還在不斷加大海洋研究和開發力度。水下機器人作為一種綜合人工智能和先進計算機技術的任務控制器，能高效地幫助人類探測、開發和利用海洋資源。

水下無人航行器作為水下水下機器人的重要分支，特別是無攬水下航行器，由于沒有線纜的束縛，運動靈活，體積小，隱蔽性高，同時可以搭載多種載荷任務，信息感知能力強大，成為水下機器人領域研究的重點，但是由于各種傳感器，無線通信系統，執行器，推進器等耗電量大，導致水下機器人搭載的電池模塊難以支撐機器人自身長航程續航，導致作業時間短，嚴重影響水下機器人任務的執行。

水下波動鰭機器人也是一種無線攬式水下自主航行機器人，主要采用自身攜帶電池模塊作為能源供給，具有運動靈活，隱蔽性高，任務執行能力強等特點，但是受限于自身體積，重量等因素，使得機器人攜帶能源有限，導致水下波動鰭機器人續航能力不足，活動范圍嚴重受到限制，不能很好的滿足探測，檢測，通信等電子系統在水下長時間連續工作對能源的需求。

不僅僅是水下機器人，對于陸上機器人以及水陸兩棲機器人，同樣面臨著因自身攜帶電源續航能力不足導致巡航能力以及任務執行能力受限的問題。

因此，為了解決現有無攬式自主機器人因續航能力不足導致任務執行能力以及活動范圍受限的問題，對于具有發電功能的機器人的研究具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種具有復合發電功能的水陸兩棲波動鰭機器人，解決現有水下和陸地機器人因續航能力不足導致任務執行能力以及活動范圍受限的問題。

本發明采用以下技術方案：

一種具有復合發電功能的水陸兩棲波動鰭機器人，包括波動鰭外殼體，波動鰭外殼體內設置有波動鰭主體模塊，波動鰭主體模塊包括單片微型計算機和蓄電池模塊，單片微型計算機經鰭面波動式壓電材料發電模塊與波動鰭外殼體兩側設置的波動鰭連接，波動鰭的鰭面呈類正弦波形擺動；鰭面波動式壓電材料發電模塊與蓄電池模塊連接，用于隨波動鰭鰭面運動產生電能；波動鰭外殼體的表面設置有太陽能發電模塊，太陽能發電模塊與蓄電池模塊連接。

具體的，鰭面波動式壓電材料發電模塊包括舵機驅動模塊和壓電材料發電裝置，舵機驅動模塊設置在波動鰭主體模塊內，與波動鰭的鰭面連接；壓電材料發電裝置設置在波動鰭上，與蓄電池模塊連接。

進一步的，舵機驅動模塊包括多個舵機，多個舵機對應設置在波動鰭底板的兩側，分別經一個舵機臂與波動鰭鰭面上的波動鰭鰭條對應連接。

進一步的，波動鰭鰭面包括波動鰭上鰭面和波動鰭下鰭面，壓電材料發電裝置設置在波動鰭上鰭面和波動鰭下鰭面之間。

更進一步的，波動鰭鰭條間隔設置在波動鰭下鰭面的上表面。