[实用新型]四舵机仿鲹科机器鱼控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种四舵机仿鲹科机器鱼控制装置。

背景技术

目前的仿生鱼一般由鱼头、鱼身和鱼尾组成，鱼头、鱼身为一体结构，其缺点是：在水中受阻力过大，倒游时较难产生推动力；它限制了仿生机器鱼转弯的灵活性及倒游的速度。其控制机构比较复杂，如申请号为200610132794的专利申请，在鱼头中设有胸鲹驱动装置、控制电路、电源模块、无线通讯模块、红外传感单元，控制电路包括传感器信息处理装置与电机控制装置，传感器信息处理装置对所测得的信号进行处理，并将信号处理结果传送给电机控制装置，再由电机控制装置产生控制信号控制仿鲹机构的驱动电机运转，结构比较复杂。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述不足，而提供了一种四舵机仿鲹科机器鱼控制装置，结构简单；用于四舵机仿鲹科机器鱼的控制。

本实用新型目的是通过以下技术方案实现的，一种四舵机仿鲹科机器鱼控制装置，包括鱼头、鱼身、鱼尾、晶振电路、无线数传模块和单片机，接收信号的无线数传模块与单片机连接，单片机分别与鱼头舵机、鱼身中的三个舵机相连；舵机的电路板接收来自信号源经无线数传模块、单片机的信号，该信号驱动相应舵机的无核心马达，该无核心马达通过一对减速齿轮带动装在其被动齿轮上传递动力的摆臂输出动力；同时与上述齿轮相连的位置检测器通过单片机、无线数传模块传回舵机当前状态的信息；晶振电路经XTAL1、XTAL2与单片机连接。

所述位置检测器是随摆臂所处角度的变化而电阻值发生变化的可变电阻。

由于本实用新型以89C516RD+单片机和RF1100-232无线收发模块为主的控制装置，它们都是成批生产、质量可靠的产品；价格较低；另外，本实用新型结构比较简单。

附图说明

图1为本实用新型控制电路原理图；

图2为四舵机仿鲹科机器鱼机械结构示意图。

具体实施方式

一种四舵机仿鲹科机器鱼控制装置，包括鱼头、鱼身、鱼尾、晶振电路、无线数传模块和单片机，见图1.接收来自上位机信号的无线数传模块与单片机连接，单片机分别与鱼头舵机S1、鱼身中的三个舵机即：S2、S3、S4相连，舵机的电路板接收来自信号源经无线数传模块、单片机的信号，该信号驱动相应舵机的无核心马达，该无核心马达通过一对减速齿轮带动装在其被动齿轮上传递动力的摆臂输出动力；同时与上述齿轮相连的位置检测器通过单片机、无线数传模块传回舵机当前状态的信息；以Y1晶体谐振器和电容C为主要元、器件构成的晶振电路经XTAL1、XTAL2分别与单片机的管脚14、15相连接。

所述无线数传模块采用无线收发模块，其型号为RF1100-232，它的管脚4为串口输入并与单片机的管脚7连接；无线收发模块的管脚5为串口输出并与单片机的管脚5相连；单片机采用低成本、低功耗的STC89C516RD+贴片式单片机，它具有微处理器、64k存储空间和44根管脚，所述44根管脚中包含4组总线式I/O口，即P0、P1、P2、P3，单片机内部拥有三个定时/计数器，即T0、T1和T2.单片机的管脚8、9、10、11分别与鱼头舵机S1、舵机S2、舵机S3、舵机S4相连接；

所述位置检测器是随摆臂所处角度的变化而电阻值发生变化的可变电阻。

图2是四舵机仿鲹科机器鱼机械结构示意图；图中标明了鱼头舵机S1、鱼身中的三个舵机即：S2、S3、S4的相关位置。

图1是控制电路原理图，其中无线收发部分采用了串口通讯的方式，由单片机的T1定时器实时产生9600kbps的波特率，当无线数传模块接收到上位机发来的命令时触发串行口中断，随后命令信息将被写入单片机的SBUF寄存器。

另外，还设计了上位机与控制模块间交流的口令。以便调试机器鱼的动作控制模型。通讯口令由两位16进制数组成，高位代表口令的控制类别，低位代表该控制类别的取值。

这套口令的高位最多可控制影响四舵机仿鲹科机器鱼动作的16个量值，实际用了13个；分别为游动模态、游动速度、游动方向、游动频率、鱼体波函数初值、鱼头舵机S1的摆动幅度、舵机S2的摆动幅度、舵机S3的摆动幅度、舵机S4的摆动幅度、鱼头舵机S1的中立值修正、舵机S2的中立值修正、舵机S3的中立值修正和舵机S4的中立值修正。这套口令的低位分别为每种控制类别的取值。

操作时，先让T0定时器每20ms中断一次，产生PWM波周期。再使用T2定时器的16位自动重装定时功能，产生准确的定时中断，下面分多个步骤具体控制上述四个舵机的占空比。