[发明专利]一种柔性机器鳐鱼装置

说明书

本发明公开了一种柔性机器鳐鱼装置。本发明包括柔性机器鳐鱼、水箱、无线驱动平台和摄像头；水箱固定安装在无线驱动平台上，摄像头设置在水箱的上方，摄像头与无线驱动平台相连，水箱中装有水，柔性机器鳐鱼放置在水中，柔性机器鳐鱼通过WiFi与终端相连；无线驱动平台通电，无线驱动平台为柔性机器鳐鱼提供能量，终端控制柔性机器鳐鱼的运动，摄像头向无线驱动平台发送鳐鱼位置图像，无线驱动平台根据鳐鱼位置图像调节能量的供给，实现柔性机器鳐鱼在水箱中游动。本发明的柔性机器鳐鱼与无线驱动平台能实现能量的实时传输，对环境适应强，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于机器人领域的一种机器鳐鱼装置，特别是一种柔性机器鳐鱼装置。

背景技术

目前广泛使用的水下航行器是螺旋桨驱动，航行器主体多为刚性结构，动力源多为电机，在水下航行的噪声大，并且刚性机构无法做到跟真实的鱼类一样的适应性。

近年来，随着仿生学的应用，鳐鱼的扑翼扇动受到广泛科研人员关注，其游动容易仿造，并且在水下游动有较大的优势，柔性仿生机器鱼具有与真实的鱼类相似的柔软性和适应性，在海洋探索，水面检测等领域有着广泛的应用前景。

目前研究仿生机器鱼的平台，大都是使用外部连线驱动或者自带动力源驱动，外部连线驱动对仿生机器鱼本身的游动有一定的影响，而自带动力源驱动，如电池，会增加自身的重量，并且长时间水下工作，电池易损坏。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种柔性机器鳐鱼装置，柔性机器鳐鱼解决现有的机器鳐鱼无法兼备的环境适应性，静音驱动，抗压缩变形，而无线驱动平台则为研究仿生机器鱼提供了一个新的技术方案。

实现本发明目的的技术解决方案为：

本发明包括柔性机器鳐鱼、水箱、无线驱动平台和摄像头；

水箱固定安装在无线驱动平台上，摄像头设置在水箱的上方，摄像头与无线驱动平台相连，水箱中装有水，柔性机器鳐鱼放置在水中，柔性机器鳐鱼通过WiFi与终端相连；无线驱动平台通电，无线驱动平台为柔性机器鳐鱼提供能量，终端控制柔性机器鳐鱼的运动，摄像头向无线驱动平台发送鳐鱼位置图像，无线驱动平台根据鳐鱼位置图像调节能量的供给，实现柔性机器鳐鱼在水箱中游动。

所述柔性机器鳐鱼包括两个扑翼和身体；两个扑翼对称安装在身体两侧；

所述两个扑翼结构相同，均主要由弯曲型柔性电流体动力学驱动器、柔性膜和支架组成；弯曲型柔性电流体动力学驱动器的一侧与身体侧部相连，弯曲型柔性电流体动力学驱动器的另一侧与支架相连，支架为L形支架，L形支架中固定安装有柔性膜，柔性膜的外边缘为鱼鳍形；

所述身体主要由柔性壳和设置在柔性壳内的方波升压电路组成，柔性壳的两侧分别与两个扑翼相连。

所述无线驱动平台包括平台框架、发射线圈、隔磁片、发射线圈控制电路和控制模块；

平台框架的中部固定安装有水箱，水箱下的平台框架中部设置有多层层叠布置的发射线圈层，平台框架与最下层的发射线圈层之间安装有隔磁片使得最下层的发射线圈层与平台框架分隔，每层发射线圈层结构相同，均主要由多个发射线圈组成；隔磁片四周的平台框架上设置有多个发射线圈控制电路，每个发射线圈控制电路均与对应的一个发射线圈相连，每个发射线圈控制电路中包括一个独立的控制模块，每个独立的控制模块控制对应的一个发射线圈，并且每一个独立的控制模块均与控制模块相连，控制模块还与摄像头相连，微处理器进行无线驱动平台的整体控制。

所述弯曲型柔性电流体动力学驱动器包括第一柔性薄膜、柱状电极、介电流体和第二柔性薄膜；

第一柔性薄膜和第二柔性薄膜上下层叠布置形成驱动器外壳，驱动器外壳的两侧面分别与身体的一侧和对应的支架相连，驱动器外壳向支架一侧向下弯曲设置，使得驱动器外壳的两侧面成夹角布置；