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水质探测仿生机械蛇 

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摘要:本发明涉及仿生机器人领域,提供了一种水质探测仿生机械蛇,包括:依次相连的蛇头、蛇身和蛇尾;所述蛇头上设有水质监测传感器,用于检测仿生机械蛇所处的水质因数;所述蛇尾内设置有至少一个杆端轴承和至少一个仿生骨架;所述仿生骨架与所述杆端轴承交替连接;位于端部的所述仿生骨架远离所述杆端轴承的一侧与所述蛇尾靠近所述蛇身的内端面相连。本发明提供的仿生机械蛇通过在蛇头上设置水质监测传感器,使得该仿生机械蛇可以监测其所到之处的水质情况;以及,在仿生机械蛇的蛇尾部分采用交替连接的杆端轴承和仿生骨架,提高了蛇尾的驱动能力,进而提高整个仿生机械蛇的推进能力。

主权项:1.一种水质探测仿生机械蛇,其特征在于,包括:依次相连的蛇头、蛇身和蛇尾,以及设置在所述蛇头与所述蛇身之间的俯仰控制机构,所述俯仰控制机构包括至少一个水平设置的第一舵机;所述蛇头上设有水质监测传感器,用于检测仿生机械蛇所处的水质因数;所述蛇尾内设置有至少一个杆端轴承和至少一个仿生骨架;所述仿生骨架与所述杆端轴承交替连接;所述杆端轴承为球形杆端轴承;位于端部的所述仿生骨架远离所述杆端轴承的一侧与所述蛇尾靠近所述蛇身的内端面相连;所述蛇头包括:微控制器、多路舵机控制板和传输模块;所述蛇身包括:多个依次连接的驱动单元;每个所述驱动单元包括第三U型支架、第四U型支架和竖直设置的双轴舵机;所述多路舵机控制板分别与所述第一舵机及所述双轴舵机相连,用于控制所述第一舵机及所述双轴舵机运转;在所述蛇头的相对两侧均设置有避障传感器,所述避障传感器用于检测仿生机械蛇所处位置附近是否存在障碍物;所述微控制器分别与所述避障传感器、所述传输模块及所述多路舵机控制板相连,用于根据所述避障传感器的检测结果控制所述多路舵机控制板,以及将所述避障传感器的检测结果通过所述传输模块发送至上位机;当仿生机械蛇探测的污染源为生物污染时,将该避障传感器设为红外测距传感器;当仿生机械蛇探测的污染源为工业污染时,将该避障传感器设为超声波测距传感器;即,避障传感器的类型可以根据探测污染源的类型进行选择;且避障传感器将其检测结果传送至微控制器,若避障传感器检测到仿生机械蛇所处位置附近没有障碍物时,微控制器根据该避障传感器的检测结果向多路舵机控制板发出控制指令,使得多路舵机控制板根据该控制指令控制双轴舵机带动仿生机械蛇继续前行;并且,微控制器还将该检测结果通过传输模块发送至上位机,使得上位机可以实时接收到避障传感器的检测结果;若避障传感器检测到仿生机械蛇所处位置附近存在障碍物时,微控制器根据该避障传感器的检测结果向多路舵机控制板发出控制指令,使得多路舵机控制板根据该控制指令控制控制第一舵机和双轴舵机带动仿生机械蛇后退、左转、右转、上浮、下潜或停止;并且,微控制器还将该检测结果通过传输模块发送至上位机,使得上位机可以实时接收到避障传感器的检测结果;所述蛇头还包括:第一比较模块;所述第一比较模块分别与所述水质监测传感器及所述微控制器相连,用于将仿生机械蛇处于不同位置时所述水质监测传感器的检测结果与预设水质污染指数进行比较;所述微控制器通过所述传输模块将所述第一比较模块的比较结果发送至上位机;以使上位机根据所述比较结果向所述微控制器发出控制所述多路舵机控制板的控制指令;所述第一舵机上设置有温度传感器,所述温度传感器用于检测仿生机械蛇所处位置的水温;所述蛇头还包括第二比较模块,所述第二比较模块分别与所述温度传感器及所述微控制器相连,用于将仿生机械蛇处于不同位置时所述温度传感器的检测结果与预设水温进行比较;所述微控制器通过所述传输模块将所述第二比较模块的比较结果发送至上位机;以使上位机根据所述第二比较模块的比较结果向所述微控制器发出控制所述多路舵机控制板的控制指令;第一比较模块将水质监测传感器的检测结果与预设水质污染指数的比较结果分为:水质污染指数较弱、水质污染指数中等和水质污染指数较强;第一比较模块的比较结果处于0-40之间属于水质污染指数较弱,比较结果处于40-80之间属于水质污染指数中等,比较结果大于80属于水质污染指数较强;在仿生机械蛇的游行过程中,若仿生机械蛇处于A处时第一比较模块的比较结果为水质污染指数较强,仿生机械蛇处于B处时第一比较模块的比较结果为水质污染指数较弱,仿生机械蛇处于C处时第一比较模块的比较结果为水质污染指数中等;微控制器将上述第一比较结果通过传输模块发送至上位机;上位机经过分析处理后通过传输模块向微控制器发出向A处所在方向前行的指令,则微控制器根据该指令控制多路舵机控制板,进而使得多路舵机控制板根据该指令控制第一舵机和双轴舵机带动仿生机械蛇向A处所在方向前行;使得仿生机械蛇可以探测到水中的污染源所在位置,方便工作人员对水中的污染源进行提取和分析;将第二比较模块也设置在密封舱内,且将该第二比较模块与微控制器相连;在第一舵机的上表面和或下表面均设有温度传感器;将该温度传感器的信号线通过水密接头与密封舱内的第二比较模块相连;则可通过该温度传感器实时检测仿生机械蛇所处位置的水温;第二比较模块将温度传感器的检测结果与预设水温的比较结果分为:水温变化梯度较小、水温变化梯度中等和水温变化梯度较大;预设水温为15℃;第二比较模块的比较结果处于0-10之间属于水温变化梯度较小,比较结果处于10-20之间属于水温变化梯度中等,比较结果大于20属于水温变化梯度较大;在仿生机械蛇的游行过程中,若仿生机械蛇处于D处时第二比较模块的比较结果为水温变化梯度较小,仿生机械蛇处于E处时第二比较模块的比较结果为水温变化梯度中等,仿生机械蛇处于F处时第二比较模块的比较结果为水温变化梯度较大;微控制器将上述第二比较结果通过传输模块发送至上位机;上位机可以根据第二比较模块的比较结果形成温度势场;上位机经过分析处理后通过传输模块向微控制器发出向F处所在方向前行的指令,则微控制器根据该指令控制多路舵机控制板,进而使得多路舵机控制板根据该指令控制第一舵机和双轴舵机带动仿生机械蛇向F处所在方向前行;由于生物污染会使得水的温度升高,则将仿生机械蛇向水温变化梯度较大处前行,可以探测到水中的生物污染源的位置,方便工作人员对水中的生物污染源进行提取和分析。

全文数据:水质探测仿生机械蛇技术领域本发明涉及仿生机器人领域,特别是涉及一种水质探测仿生机械蛇。背景技术随着机器人领域的不断发展,水下仿生机器人的技术要求也在不断提高。目前水下机器人大多为传统式水下航行器,采用螺旋桨、喷水推进器等传统推进方式。现有的水下机器人的缺点在于:能耗大、体积大、对于环境扰动较大和环境局限性较强等。因此,仿生型水下机器人便得以发展;仿生型水下航行器具有机动性高、能耗低、可适应于多种复杂环境与狭窄空间的优点,其与环境具有良好的共融性。但是,目前的大多数仿生水下航行器具有以下不足:1、可控性与灵活性较差;2、推进能力与速度较低;3、航行稳定性较差,易受环境影响。发明内容一要解决的技术问题本发明的目的是提供一种水质探测仿生机械蛇,旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。二技术方案为了解决上述技术问题,本发明提供一种水质探测仿生机械蛇,包括:依次相连的蛇头、蛇身和蛇尾;所述蛇头上设有水质监测传感器,用于检测仿生机械蛇所处的水质因数;所述蛇尾内设置有至少一个杆端轴承和至少一个仿生骨架;所述仿生骨架与所述杆端轴承交替连接;位于端部的所述仿生骨架远离所述杆端轴承的一侧与所述蛇尾靠近所述蛇身的内端面相连。三有益效果本发明提供的一种水质探测仿生机械蛇,通过在蛇头上设置水质监测传感器,使得该仿生机械蛇可以监测其所到之处的水质情况;以及,在仿生机械蛇的蛇尾部分采用交替连接的杆端轴承和仿生骨架,提高了蛇尾的驱动能力,进而提高整个仿生机械蛇的推进能力。附图说明图1为本发明提供的水质探测仿生机械蛇的一个优选实施例的结构示意图;图2为本发明提供的水质探测仿生机械蛇中蛇头的一个优选实施例的结构示意图;图3为本发明提供的水质探测仿生机械蛇中俯仰机构的一个优选实施例的结构示意图;图4为本发明提供的蛇身中一个驱动单元的一个优选实施例的结构示意图;图5为本发明提供的水质探测仿生机械蛇中蛇尾的一个优选实施例的结构示意图;图6为本发明提供的水质探测仿生机械蛇的蛇身蒙有硅胶薄皮的一个优选实施例的结构示意图;图7为本发明提供的蛇头内部结构框图;图中,1-蛇头;101-导流外壳;102-密封舱;103-避障传感器;104-水质监测传感器;105-微控制器;106-传输模块;107-多路舵机控制板;2-俯仰控制机构;201-第一U型支架;202-第二U型支架;203-第一舵机;3-蛇身;301-双轴舵机;302-转轴;303-第三U型支架;304-第四U型支架;4-蛇尾;401-扣环;402-仿生骨架;403-杆端轴承;404-硅胶;5-上位机。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。图1示出了本发明水质探测仿生机械蛇的一个优选实施例,如图1和图5所示,该仿生机械蛇包括:依次相连的蛇头1、蛇身3和蛇尾4;蛇头1上设有水质监测传感器104,用于检测仿生机械蛇所处的水质因数;蛇尾4内设有至少一个杆端轴承403和至少一个仿生骨架402;仿生骨架402与杆端轴承403交替连接;位于端部的仿生骨架402远离杆端轴承403的一侧与蛇尾4靠近蛇身3的内端面相连。其中,杆端轴承403是带有杆端或装于杆端的关节轴承,它属于关节轴承中的一支类。关节轴承是球面滑动轴承,基本型是由具有球形滑动球面接触表面的内、外圈组成。关节轴承主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成,能承受较大的负荷。根据其不同的类型和结构,可以承受径向负荷、轴向负荷或径向、轴向同时存在的联合负荷。一般用于速度较低的摆动运动,也可在一定角度范围内作倾斜运动,当支承轴与轴壳孔不同心度较大时,仍能正常工作。具体地,蛇头1、蛇身3和蛇尾4依次相连,例如,蛇头1与蛇身3之间采用螺纹紧固件配合连接,蛇身3与蛇尾4之间也采用螺纹紧固件配合连接;例如,蛇身3与蛇尾4之间可以采用扣环401相连。在蛇头1上设置水质监测传感器104用于检测仿生机械蛇所到之处的水质因数,例如,采用可以检测水的污染系数和或水的颜色等的水质监测传感器104。以及,在蛇尾4内设置至少一个杆端轴承403和至少一个仿生骨架402,例如,蛇尾4内设置有一个、两个或三个等杆端轴承403,以及一个、两个或三个等仿生骨架402,可以根据需要设定杆端轴承403和仿生骨架402的数量。在本实施例中以在蛇尾4内设置三个杆端轴承403和三个仿生骨架402为例进行说明,但并不用于限制本发明的保护范围。将仿生骨架402与杆端轴承403交替连接,例如,可以将仿生骨架402的形状设为类似圆柱形、椭圆柱形、三棱柱形或多棱柱形等;例如,在仿生骨架402的中间开设贯穿仿生骨架402高度方向的通孔,将杆端轴承403的动作端与仿生骨架402的中间通孔机械配合连接形成一个运动单元,例如,二者采用螺纹配合连接等。之后,将三个运动单元依次相连即可。位于端部的运动单元即,第一运动单元中的仿生骨架402远离杆端轴承403的一侧与蛇尾4靠近蛇身3的内端面相连,例如,将第一运动单元中的仿生骨架402远离杆端轴承403的一侧与扣环401的端面相连;例如,二者的连接关系为固定连接或可拆卸连接等。则仿生机械蛇在水中游动时,可通过其蛇头1上的水质监测传感器104检测游到之处的水质情况,例如检测水的污染系数和或水的颜色等。另外,由于蛇尾4部分采用杆端轴承403和仿生骨架402交替相连的结构,使得仿生机械蛇在游动时,可通过其蛇尾4部分的杆端轴承403带动仿生骨架402摆动,使得蛇尾4的驱动能力较好,提高了整个仿生机械蛇的驱动性能。在本实施例中,通过在蛇头1上设置水质监测传感器,使得该仿生机械蛇可以监测其所到之处的水质情况;以及,在仿生机械蛇的蛇尾4部分采用交替连接的杆端轴承403和仿生骨架402,提高了蛇尾4的驱动能力,进而提高整个仿生机械蛇的推进能力。另外,还可在仿生骨架402和杆端轴承403外灌注硅胶404,例如,在仿生骨架402和杆端轴承403外灌注零度硅胶404等,使得蛇尾4为刚柔耦合结构。进一步地,如图1和图3所示,水质探测仿生机械蛇,还包括:设置在蛇头1与蛇身3之间的俯仰控制机构2;俯仰控制机构2的一端与蛇头1靠近蛇身3的一端相连,另一端与蛇身3靠近蛇头1的一端相连,用于带动蛇头1作俯仰运动。例如,俯仰控制机构2的一端与蛇头1靠近蛇身3的一端的连接关系为固定连接或可拆卸连接等;例如,俯仰控制机构2的另一端与蛇身3靠近蛇头1的端部的连接关系为固定连接或可拆卸连接等。在需要带动蛇头1上下摆动时,可通过该俯仰控制机构2来带动蛇头1运动,进而实现蛇头1的上下摆动。进一步地,如图3所示,俯仰控制机构2包括:至少一个水平设置的第一舵机203;第一舵机203设置在相对布置的第一U型支架201与第二U型支架202围成的区域内;第一舵机203的转轴302与第一U型支架201的直边相连,第二U型支架202的直边与第一舵机203的侧壁相连;位于端部的第一U型支架201的底边与蛇身3靠近蛇头1的一端相连;位于另一端部的第二U型支架202的底边与蛇头1靠近蛇身3的一端相连。例如,俯仰控制机构2包括一个、两个或三个等第一舵机203;例如,第一舵机203为高扭力舵机等。图1为俯仰控制机构2包括一个第一舵机203的结构图;图3为俯仰控制机构2包括两个第一舵机203的结构图。现以图3的俯仰控制机构2为例进行说明,但并不用于限制本发明的保护范围。相应地,有两个第一U型支架201和两个第二U型支架202;将一个第一U型支架201与一个第二U型支架202相对设置围成一个区域,即可构成两个区域。将一个第一舵机203水平设置在围成的一个区域内,且将第一U型支架201的直边与第一舵机203的转轴302相连,第二U型支架202的直边与第一舵机203的转轴302相连。将一个区域中的第二支架的底边与另一个区域中的第一支架的底边相连,进而将两个区域相连构成完整的俯仰控制机构2。以及,将位于端部的第二U型支架202的底边与蛇头1靠近蛇身3的一端相连,位于另一端部的第一U型支架201的底边与蛇身3靠近蛇头1的一端相连;例如,上述连接关系为采用螺纹紧固件的螺纹连接等。在蛇头1需要上下摆动时,两个第一舵机203同时运转,靠近蛇身3的第一舵机203带动与其相连的第二U型支架202上下摆动,从而使得该第二U型支架202带动与其相连的第一U型支架201上下摆动,进而增大靠近蛇头1的第一舵机203的摆动幅度;同时,靠近蛇头1的第一舵机203带动与其相连的第二U型支架202上下摆动,从而使得该第二U型支架202带动与其相连的蛇头1上下摆动,从而提高仿生机械蛇的上浮和下潜能力。有两个第一舵机203可以增加蛇头1上下摆动的范围,进而使得蛇头1上的水质监测传感器104可以监测到较大范围内的水质情况。进一步地,如图1和图4所示,蛇身3包括:多个依次连接的驱动单元;每个驱动单元包括第三U型支架303、第四U型支架304和竖直设置的双轴舵机301;双轴舵机301设置在相对布置的第三U型支架303与第四U型支架304围成的区域内;双轴舵机301的转轴302与第三U型支架303的直边相连,第四U型支架304的直边与双轴舵机301的侧壁相连;位于端部的第三U型支架303的底边与蛇尾4靠近蛇身3的一端相连,位于另一端部的第四U型支架304的底边与位于端部的第一U型支架201的底边相连。具体地,蛇身3包括多个依次连接的驱动单元,且每个驱动单元包括第三U型支架303、第四U型支架304和竖直设置的双轴舵机301。例如,蛇身3包括九个依次连接的驱动单元,相应地,有九个第三U型支架303、九个第四U型支架304和九个双轴舵机301。将一个第三U型支架303与一个第四U型支架304相对设置围成一个区域,将一个双轴舵机301设置在该区域内;且将第三U型支架303的直边与双轴舵机301的转轴302相连,第四U型支架304的直边与双轴舵机301上转轴302所在侧的侧壁相连,例如,上述连接关系为固定连接或可拆卸连接等,从而构成一个驱动单元。以及,将一个驱动单元中的第四U型支架304的底边与相邻驱动单元中的第三U型支架303的底边相连,进而将九个驱动单元依次连接起来。且将位于端部的驱动单元中的第三U型支架303的底边与蛇尾4靠近蛇身3的一端相连,例如,将位于端部的驱动单元中的第三U型支架303的底边与扣环401靠近蛇身3的一侧相连;将位于另一端部的驱动单元中的第四U型支架304与俯仰控制机构2中位于端部的第一U型支架201的底边相连,例如,上述的连接方式为采用螺纹紧固件相连的螺纹连接等。例如,上述的螺纹连接方式可以配合螺纹紧固件的防松方式使用,例如,螺纹紧固件的防松方式为摩擦防松、机械防松或铆冲防松等。摩擦防松是指:在螺纹副之间产生一不随外力变化的正压力,以产生一可以阻止螺纹副相对转动的摩擦力。机械防松是指:用止动件直接限制螺纹副的相对转动。如采用开口销、串连钢丝和止动垫圈等。铆冲防松是指:在拧紧后采用冲点、焊接、粘接等方法,使螺纹副失去运动副特性而连接成为不可拆连接。这种在螺纹紧固件连接的基础上配合防松,使得整个蛇身的稳定性和强度较好。蛇身3中的九个驱动单元的中的第三U型支架303相互平行布置,且其中的双轴舵机301也相互平行布置,使得该仿生机械蛇可以产生周期性摆动,例如,类似蛇的蜿蜒运动;且还可以使得双轴舵机301的转轴302方向一致,进而使得整个蛇身3的驱动性能的一致性较好,即提高了仿生机械蛇运动能力的可控性能和动力性能。且驱动单元中的双轴舵机301与俯仰控制机构2中的第一舵机203正交布置,可以提高仿生机械蛇上浮和下潜的程度。当然,也可以根据使用环境的不同,相应地改变蛇身3内驱动单元的数量。进一步地,如图7所示,蛇头1包括:微控制器105、多路舵机控制板107和传输模块106;多路舵机控制板107分别与第一舵机203及双轴舵机301相连,用于控制第一舵机203及双轴舵机301运转;在蛇头1的相对两侧均设置有避障传感器103,避障传感器103用于检测仿生机械蛇所处位置附近是否存在障碍物;微控制器105分别与避障传感器103、传输模块106及多路舵机控制板107相连,用于根据避障传感器103的检测结果控制多路舵机控制板107,以及将避障传感器103的检测结果通过传输模块106发送至上位机5。例如,避障传感器103为红外测距传感器或超声波测距传感器。例如,在蛇头1的眼睛位置处设置避障传感器103;或者,将避障传感器103与蛇头1的中心线之间的夹角设为30°-60°,例如,将避障传感器103与蛇头1的中心线之间的夹角设为50°。例如,传输模块106为无线通讯收发模块和或电力载波模块,使得微控制器105既可以通过无线通讯收发模块与上位机5进行信息传递,也可以通过电力载波模块与上位机5进行信息传递,提高了仿生机械蛇信息传递的可靠性。例如,微控制器105通过无线通讯收发模块与上位机5进行信息传递时,可以用浮标将无线通讯收发模块的信号线连接至上位机5。该避障传感器103可以较好的检测到仿生机械蛇所处位置附近是否存在障碍物。例如,当仿生机械蛇探测的污染源为生物污染时,可将该避障传感器103设为红外测距传感器;或者,当仿生机械蛇探测的污染源为工业污染时,可将该避障传感器103设为超声波测距传感器等等;即,避障传感器103的类型可以根据探测污染源的类型,适当进行选择。且避障传感器103将其检测结果传送至微控制器105,若避障传感器103检测到仿生机械蛇所处位置附近没有障碍物时,微控制器105根据该避障传感器103的检测结果向多路舵机控制板107发出控制指令,使得多路舵机控制板107根据该控制指令控制双轴舵机301带动仿生机械蛇继续前行。并且,微控制器105还将该检测结果通过传输模块106发送至上位机5,使得上位机5可以实时接收到避障传感器103的检测结果。若避障传感器103检测到仿生机械蛇所处位置附近存在障碍物时,微控制器105根据该避障传感器103的检测结果向多路舵机控制板107发出控制指令,使得多路舵机控制板107根据该控制指令控制控制第一舵机203和双轴舵机301带动仿生机械蛇后退、左转、右转、上浮、下潜或停止。并且,微控制器105还将该检测结果通过传输模块106发送至上位机5,使得上位机5可以实时接收到避障传感器103的检测结果。因此,通过在蛇头1内设置微控制器105、多路舵机控制板107和传输模块106,实现该仿生机械蛇的远程监控和远程控制,使其环境适应性较好,进一步提高了仿生机械蛇的共融性。进一步地,蛇头1还包括:第一比较模块;第一比较模块分别与水质监测传感器104及微控制器105相连,用于将仿生机械蛇处于不同位置时水质监测传感器104的检测结果与预设水质污染指数进行比较;微控制器105通过传输模块106将比较模块的比较结果发送至上位机5;以使上位机5根据比较结果向微控制器105发出控制多路舵机控制板107的控制指令。例如,第一比较模块将水质监测传感器104的检测结果与预设水质污染指数的比较结果分为:水质污染指数较弱、水质污染指数中等和水质污染指数较强;例如,第一比较模块的比较结果处于0-40之间属于水质污染指数较弱,比较结果处于40-80之间属于水质污染指数中等,比较结果大于80属于水质污染指数较强。在仿生机械蛇的游行过程中,若仿生机械蛇处于A处时第一比较模块的比较结果为水质污染指数较强,仿生机械蛇处于B处时第一比较模块的比较结果为水质污染指数较弱,仿生机械蛇处于C处时第一比较模块的比较结果为水质污染指数中等。微控制器105将上述第一比较结果通过传输模块106发送至上位机5;上位机5经过分析处理后通过传输模块106向微控制器105发出向A处所在方向前行的指令,则微控制器105根据该指令控制多路舵机控制板107,进而使得多路舵机控制板107根据该指令控制第一舵机203和双轴舵机301带动仿生机械蛇向A处所在方向前行。使得仿生机械蛇可以探测到水中的污染源所在位置,方便工作人员对水中的污染源进行提取和分析等等。另外,微控制器105、多路舵机控制板107、传输模块106和第一比较模块均可以设置在密封舱102内。例如,在蛇头1设置避障传感器103的相应位置开设限位孔,将避障传感器103安装在该限位孔内,并将避障传感器103的信号线通过水密接头与密封舱102内的微控制器105相连。例如,在蛇头1设置水质监测传感器104的相应位置设有开孔,使得水质监测传感器104直接与外界水源接触,其信号线通过防水接头与密封舱102内的微控制器105相连。例如,蛇头1的外壳模仿生物蛇蛇头1的导流外壳101,如图2所示;例如,可以将密封舱102与导流外壳101无间隙配合。进一步地,第一舵机203上设置有温度传感器,温度传感器用于检测仿生机械蛇所处位置的水温;蛇头还包括第二比较模块,第二比较模块分别与温度传感器及微控制器105相连,用于将仿生机械蛇处于不同位置时温度传感器的检测结果与预设水温进行比较;微控制器105通过传输模块106将第二比较模块的比较结果发送至上位机5;以使上位机5根据第二比较模块的比较结果向微控制器105发出控制多路舵机控制板107的控制指令。例如,可以将第二比较模块也设置在密封舱102内,且将该第二比较模块与微控制器105相连。例如,在第一舵机203的上表面和或下表面均设有温度传感器;例如,将该温度传感器的信号线通过水密接头与密封舱102内的第二比较模块相连;则可通过该温度传感器实时检测仿生机械蛇所处位置的水温。例如,第二比较模块将温度传感器的检测结果与预设水温的比较结果分为:水温变化梯度较小、水温变化梯度中等和水温变化梯度较大;例如,预设水温为15℃;例如,第二比较模块的比较结果处于0-10之间属于水温变化梯度较小,比较结果处于10-20之间属于水温变化梯度中等,比较结果大于20属于水温变化梯度较大。在仿生机械蛇的游行过程中,若仿生机械蛇处于D处时第二比较模块的比较结果为水温梯度变化较小,仿生机械蛇处于E处时第二比较模块的比较结果为水温梯度变化中等,仿生机械蛇处于F处时第二比较模块的比较结果为水温梯度变化较大。微控制器105将上述第二比较结果通过传输模块106发送至上位机5;例如,上位机5可以根据第二比较模块的比较结果形成温度势场。上位机5经过分析处理后通过传输模块106向微控制器105发出向F处所在方向前行的指令,则微控制器105根据该指令控制多路舵机控制板107,进而使得多路舵机控制板107根据该指令控制第一舵机203和双轴舵机301带动仿生机械蛇向F处所在方向前行。由于生物污染会使得水的温度升高,则将仿生机械蛇向温度梯度变化较大处前行,可以探测到水中的生物污染源的位置,方便工作人员对水中的生物污染源进行提取和分析等等。当然还可以将第一比较模块和第二比较模块的比较结果进行结合处理,并根据结合处理的结果来控制仿生机械蛇的前行方向,以便仿生机械蛇可以较精确的寻找到污染源所在的位置。进一步地,蛇头1还包括:电池模块;电池模块分别与微控制器105、多路舵机控制板107、传输模块106、第一比较模块及第二比较模块相连。例如,在蛇头1的外壳内设置有密封舱102;例如,电池模块设置在蛇头1的密封舱102内,可以使得电池模块不被水损坏。且可通过该电池模块分别为微控制器105、多路舵机控制板107、传输模块106、第一比较模块及第二比较模块供电,提高了仿生机械蛇在无人区的续航能力。进一步地,杆端轴承403为球形杆端轴承403;仿生骨架402采用浮力材料制成。采用球形杆端轴承403,使得蛇尾4的每节运动单元可以在±60°的范围内摆动,提高了蛇尾4的灵活性。以及,将仿生骨架402采用浮力材料,可以减少蛇尾4的运动阻力。另外,还可在双轴舵机301的两侧均设置电源模块和浮力模块,且该电源模块与双轴舵机301相连,可以进一步提高仿生机械蛇在无人区的续航能力;以及,浮力模块可以模仿生物蛇的流体外形,以减小仿生机械蛇的运动阻力,例如,该浮力模块类似在仿生机械蛇的蛇身外蒙有一层硅胶薄皮,如图6所示。且在该硅胶薄皮的中部设有诸多个通孔,以使水可以流进和流出该硅胶薄皮;且由于硅胶薄皮具有一定的可拉伸性,使得仿生机械蛇处于不同深度时,流进和流出该硅胶薄皮的水量不同,以提高该仿生机械蛇的浮沉能力。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求:1.一种水质探测仿生机械蛇,其特征在于,包括:依次相连的蛇头、蛇身和蛇尾;所述蛇头上设有水质监测传感器,用于检测仿生机械蛇所处的水质因数;所述蛇尾内设置有至少一个杆端轴承和至少一个仿生骨架;所述仿生骨架与所述杆端轴承交替连接;位于端部的所述仿生骨架远离所述杆端轴承的一侧与所述蛇尾靠近所述蛇身的内端面相连。2.根据权利要求1所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,还包括:设置在所述蛇头与所述蛇身之间的俯仰控制机构;所述俯仰控制机构的一端与所述蛇头靠近所述蛇身的一端相连,另一端与所述蛇身靠近所述蛇头的一端相连,用于带动所述蛇头作俯仰运动。3.根据权利要求2所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述俯仰控制机构包括:至少一个水平设置的第一舵机;所述第一舵机设置在相对布置的第一U型支架与第二U型支架围成的区域内;所述第一舵机的转轴与所述第一U型支架的直边相连,所述第二U型支架的直边与所述第一舵机的侧壁相连;位于端部的所述第一U型支架的底边与所述蛇身靠近所述蛇头的一端相连;位于另一端部的所述第二U型支架的底边与所述蛇头靠近所述蛇身的一端相连。4.根据权利要求3所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述蛇身包括:多个依次连接的驱动单元;每个所述驱动单元包括第三U型支架、第四U型支架和竖直设置的双轴舵机;所述双轴舵机设置在相对布置的第三U型支架与第四U型支架围成的区域内;所述双轴舵机的转轴与所述第三U型支架的直边相连,所述第四U型支架的直边与所述双轴舵机的侧壁相连;位于端部的所述第三U型支架的底边与所述蛇尾靠近所述蛇身的一端相连,位于另一端部的所述第四U型支架的底边与位于端部的所述第一U型支架的底边相连。5.根据权利要求4所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述蛇头包括:微控制器、多路舵机控制板和传输模块;所述多路舵机控制板分别与所述第一舵机及所述双轴舵机相连,用于控制所述第一舵机及所述双轴舵机运转;在所述蛇头的相对两侧均设置有避障传感器,所述避障传感器用于检测仿生机械蛇所处位置附近是否存在障碍物;所述微控制器分别与所述避障传感器、所述传输模块及所述多路舵机控制板相连,用于根据所述避障传感器的检测结果控制所述多路舵机控制板,以及将所述避障传感器的检测结果通过所述传输模块发送至上位机。6.根据权利要求5所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述蛇头还包括:第一比较模块;所述第一比较模块分别与所述水质监测传感器及所述微控制器相连,用于将仿生机械蛇处于不同位置时所述水质监测传感器的检测结果与预设水质污染指数进行比较;所述微控制器通过所述传输模块将所述第一比较模块的比较结果发送至上位机;以使上位机根据所述比较结果向所述微控制器发出控制所述多路舵机控制板的控制指令。7.根据权利要求5所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述避障传感器与所述蛇头的中心线之间的夹角为30°-60°;和或,所述传输模块包括:无线通讯收发模块和或电力载波模块。8.根据权利要求6所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述第一舵机上设置有温度传感器,所述温度传感器用于检测仿生机械蛇所处位置的水温;所述蛇头还包括第二比较模块,所述第二比较模块分别与所述温度传感器及所述微控制器相连,用于将仿生机械蛇处于不同位置时所述温度传感器的检测结果与预设水温进行比较;所述微控制器通过所述传输模块将所述第二比较模块的比较结果发送至上位机;以使上位机根据所述第二比较模块的比较结果向所述微控制器发出控制所述多路舵机控制板的控制指令。9.根据权利要求8所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述蛇头还包括:电池模块;所述电池模块分别与所述微控制器、所述多路舵机控制板、所述传输模块、所述第一比较模块及所述第二比较模块相连。10.根据权利要求1-9任一项所述的水质探测仿生机械蛇,其特征在于,所述蛇尾包括多个杆端轴承和多个仿生骨架;所述仿生骨架与所述杆端轴承交替连接;和或,所述杆端轴承为球形杆端轴承;所述仿生骨架采用浮力材料制成。

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