CN107176280A - 一种太阳能充电的智能仿生机器鱼 - Google Patents

一种太阳能充电的智能仿生机器鱼 Download PDF

Info

Publication number
CN107176280A
CN107176280A CN201710522937.9A CN201710522937A CN107176280A CN 107176280 A CN107176280 A CN 107176280A CN 201710522937 A CN201710522937 A CN 201710522937A CN 107176280 A CN107176280 A CN 107176280A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fish
machine
intelligent
fish body
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710522937.9A
Other languages
English (en)
Inventor
徐敏义
李文祥
王松
熊永圣
张鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Maritime University
Original Assignee
Dalian Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Maritime University filed Critical Dalian Maritime University
Priority to CN201710522937.9A priority Critical patent/CN107176280A/zh
Publication of CN107176280A publication Critical patent/CN107176280A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63CLAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/52Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B63H2021/171Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor making use of photovoltaic energy conversion, e.g. using solar panels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种太阳能充电的智能仿生机器鱼,包括鱼头、鱼身和鱼尾,所述鱼头和鱼身集成为一体,所述鱼尾通过驱动系统与鱼身连接;所述鱼身内部设置驱动舵机、配重块、核心控制板和锂电池;鱼身的顶部设置太阳能充电板;鱼身下部设置智能传感器。本发明通过在机器鱼表面加装太阳能充电板并在内部配置智能充电装置,提升了机器鱼续航力。通过机器鱼外部携带摄像头和传感器分别实现智能拍摄和智能监测功能。通过加装实时数据传输系统并配置天线,实现了机器鱼与机器鱼之间以及机器鱼与上位机之间的通信。其中数条机器鱼一起巡航时,互相之间能够通信,彼此通过分享自己采集的信号,确定是否需要对方帮忙。

Description

一种太阳能充电的智能仿生机器鱼
技术领域
本发明涉及一种水下机器人,具体为一种太阳能充电的智能仿生机器鱼。
背景技术
目前智能仿生机器鱼的研究以及开发在智能机器人行业具有较高的应用前景,水下智能作业已经成为未来智能机器人的发展方向。目前市场上大多数水下机器人采用电源直接充电模式,没有其他的充电模式,会导致机器人水下作业失去动力时,无法收回的致命弊端。
发明内容
为解决上述存在的技术问题,本发明设计一种能持续提供动力的太阳能充电智能仿生机器鱼。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种太阳能充电的智能仿生机器鱼,包括鱼头、鱼身和鱼尾,所述鱼头和鱼身集成为一体,所述鱼尾通过驱动系统与鱼身连接;
所述鱼身上部后方留有三个小圆孔,分别是充电孔、天线孔和动力输出孔;
所述鱼身上部开有方孔,用于对鱼身内部零件进行装配;所述方孔四周设有一凹槽,凹槽内设置橡胶密封圈,保持方孔与方盖形成良好的水密性;所述方盖用螺丝紧固在鱼身上;
所述鱼身内部设置驱动舵机、配重块、核心控制板和锂电池;鱼身的顶部设置太阳能充电板;鱼身下部设置智能传感器。
所述鱼头前部设置智能摄像头;鱼头上部设置避碰传感器;鱼头下部设置压力传感器;所述动力输出孔中安装U型轴,U型轴的一端连接驱动舵机、另一端连接鱼尾;所述动力输出孔处设置机械轴封用于实现U型轴与鱼身之间的密封;
所述的天线孔处安装天线接口和天线;
所述的核心控制板构成控制系统,其上集成一款单片机,负责数据处理,进而协调机器鱼各个部分有序工作;
所述的驱动舵机和U型轴构成驱动系统;
所述的避碰传感器、压力传感器和智能传感器构成智能监测系统,所述的智能传感器集成温度传感器、PH值传感器和溶解氧传感器;
所述的智能摄像头与储存摄像信息的SD存储卡构成智能拍摄系统;
所述的天线与天线接口以及核心控制板上的通信模块构成实时数据传输系统;当机器鱼巡航在浅水处时,天线从天线接口处升出水面,实现数条机器鱼之间以及机器鱼与上位机之间互相传输数据,实现实时通信、互相通信;
所述的锂电池、蓄能电池、太阳能充电板和智能充电装置构成自供能系统,所述的智能充电装置实现以下功能:
采集锂电池电压信号来感知剩余电量;
在锂电池电压下降到电压下限值时,自动激活太阳能充电程序,机器鱼上浮至水面,通过太阳能给锂电池充电;当电压充到锂电池最高电压时,机器鱼停止充电重新返回水下工作。
进一步地,所述的传动系统、智能监测系统、智能拍摄系统、实时数据传输系统以及自供能系统都封装成模块形式,并预留出相应接口,方便组装。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明通过在机器鱼表面加装太阳能充电板并在内部配置智能充电装置,提升了机器鱼续航力。通过机器鱼外部携带摄像头和传感器分别实现智能拍摄和智能监测功能。通过加装实时数据传输系统并配置天线,实现了机器鱼与机器鱼之间以及机器鱼与上位机之间的通信。其中数条机器鱼一起巡航时,互相之间能够通信,彼此通过分享自己采集的信号,确定是否需要对方帮忙。
2、本发明的蓄能电池不仅使太阳能充电电路电压更稳定,同时也减少对锂电池的损害小。而且也能一直收集太阳能,可以使锂电池充电时间缩短。
附图说明
图1为本发明的外部示意图。
图2为本发明的内部硬件结构图。
图3为本发明的硬件控制框图。
图4为本发明的自供能电路电路原理图。
图中:1、鱼头,2、鱼身,3、鱼尾,4、智能摄像头,5、U型轴,6、压力传感器,7、智能传感器,8、驱动舵机,9、配重块,10、太阳能充电板,11、核心控制板,12、锂电池,13、天线接口,14、避碰传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。
如图1-3所示,一种太阳能充电的智能仿生机器鱼,包括鱼头1、鱼身2和鱼尾3,所述鱼头1和鱼身2集成为一体,所述鱼尾3通过驱动系统与鱼身2连接;
所述鱼身2上部后方留有三个小圆孔,分别是充电孔、天线孔和动力输出孔;
所述鱼身2上部开有方孔,用于对鱼身2内部零件进行装配;所述方孔四周设有一凹槽,凹槽内设置橡胶密封圈,保持方孔与方盖形成良好的水密性;所述方盖用螺丝紧固在鱼身2上;
所述鱼身2内部设置驱动舵机8、配重块9、核心控制板11和锂电池12;鱼身2的顶部设置太阳能充电板10;鱼身2下部设置智能传感器7。
所述鱼头1前部设置智能摄像头4;鱼头1上部设置避碰传感器14;鱼头1下部设置压力传感器6;所述动力输出孔中安装U型轴5,U型轴5的一端连接驱动舵机8、另一端连接鱼尾3;所述动力输出孔处设置机械轴封用于实现U型轴5与鱼身2之间的密封;
所述的天线孔处安装天线接口13和天线;
所述的核心控制板11构成控制系统,其上集成一款单片机,负责数据处理,进而协调机器鱼各个部分有序工作;
所述的驱动舵机8和U型轴5构成驱动系统;
所述的避碰传感器14、压力传感器6和智能传感器7构成智能监测系统,所述的智能传感器7集成温度传感器、PH值传感器和溶解氧传感器;
所述的智能摄像头4与储存摄像信息的SD存储卡构成智能拍摄系统;
所述的天线与天线接口13以及核心控制板11上的通信模块构成实时数据传输系统;当机器鱼巡航在浅水处时,天线从天线接口13处升出水面,实现数条机器鱼之间以及机器鱼与上位机之间互相传输数据,实现实时通信、互相通信;
所述的锂电池12、蓄能电池、太阳能充电板10和智能充电装置构成自供能系统,所述的智能充电装置实现以下功能:
采集锂电池12电压信号来感知剩余电量;
在锂电池12电压下降到电压下限值时,自动激活太阳能充电程序,机器鱼上浮至水面,通过太阳能给锂电池12充电;当电压充到锂电池12最高电压时,机器鱼停止充电重新返回水下工作。
进一步地,所述的传动系统、智能监测系统、智能拍摄系统、实时数据传输系统以及自供能系统都封装成模块形式,并预留出相应接口,方便组装。
如图4所示,本发明有两种工作模式,巡航模式和充电模式。巡航模式下太阳能充电板一直给蓄能电池充电,继电器作为三极管集电极负载接在电路中。巡航时单片机的一个IO口通过电阻R1给NPN型三极管Q1的基极输入低电平,三极管处于截至状态,继电器RL1不工作,太阳能充电板10和蓄能电池不对锂电池12充电。同时,单片机的另一个IO口给NPN型三极管Q2基极高电平信号,Q2导通,继电器RL2吸合,锂电池12给负载供电,机器鱼处于巡航状态。
当锂电池12耗电逐渐增加时,锂电池12两端电压下降。ADC0809定时采集锂电池12电压传递给单片机,当达到下限值时,控制三极管Q1的IO口由低电平转变为高电平,控制Q2的IO口由高电平转变为低电平。三极管Q1导通,Q2截至。此时继电器RL1吸合,太阳能充电电路导通,继电器RL2不工作,负载电路断开。充电时太阳能充电板10和蓄能电池通过充电IC芯片BQ24200给锂电池12充电。由于BQ24200有较宽的充电电压,所以太阳能充电板10两端电压随光照强度的变化对充电影响并不大。当锂电池12电压达到上限值时,控制三极管单片机的IO口电平信号再次翻转,机器鱼重新进入续航状态。在岸上时,机器鱼可以通过5V充电口直接对锂电池12充电。
本发明不局限于本实施例,任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变,均列为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种太阳能充电的智能仿生机器鱼,其特征在于:包括鱼头(1)、鱼身(2)和鱼尾(3),所述鱼头(1)和鱼身(2)集成为一体,所述鱼尾(3)通过驱动系统与鱼身(2)连接;
所述鱼身(2)上部后方留有三个小圆孔,分别是充电孔、天线孔和动力输出孔;
所述鱼身(2)上部开有方孔,用于对鱼身(2)内部零件进行装配;所述方孔四周设有一凹槽,凹槽内设置橡胶密封圈,保持方孔与方盖形成良好的水密性;所述方盖用螺丝紧固在鱼身(2)上;
所述鱼身(2)内部设置驱动舵机(8)、配重块(9)、核心控制板(11)和锂电池(12);鱼身(2)的顶部设置太阳能充电板(10);鱼身(2)下部设置智能传感器(7);
所述鱼头(1)前部设置智能摄像头(4);鱼头(1)上部设置避碰传感器(14);鱼头(1)下部设置压力传感器(6);所述动力输出孔中安装U型轴(5),U型轴(5)的一端连接驱动舵机(8)、另一端连接鱼尾(3);所述动力输出孔处设置机械轴封用于实现U型轴(5)与鱼身(2)之间的密封;
所述的天线孔处安装天线接口(13)和天线;
所述的核心控制板(11)构成控制系统,其上集成一款单片机,负责数据处理,进而协调机器鱼各个部分有序工作;
所述的驱动舵机(8)和U型轴(5)构成驱动系统;
所述的避碰传感器(14)、压力传感器(6)和智能传感器(7)构成智能监测系统,所述的智能传感器(7)集成温度传感器、PH值传感器和溶解氧传感器;
所述的智能摄像头(4)与储存摄像信息的SD存储卡构成智能拍摄系统;
所述的天线与天线接口(13)以及核心控制板(11)上的通信模块构成实时数据传输系统;当机器鱼巡航在浅水处时,天线从天线接口(13)处升出水面,实现数条机器鱼之间以及机器鱼与上位机之间互相传输数据,实现实时通信、互相通信;
所述的锂电池(12)、蓄能电池、太阳能充电板(10)和智能充电装置构成自供能系统,所述的智能充电装置实现以下功能:
采集锂电池(12)电压信号来感知剩余电量;
在锂电池(12)电压下降到电压下限值时,自动激活太阳能充电程序,机器鱼上浮至水面,通过太阳能给锂电池(12)充电;当电压充到锂电池(12)最高电压时,机器鱼停止充电重新返回水下工作。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能充电的智能仿生机器鱼,其特征在于:所述的传动系统、智能监测系统、智能拍摄系统、实时数据传输系统以及自供能系统都封装成模块形式,并预留出相应接口,方便组装。
CN201710522937.9A 2017-06-30 2017-06-30 一种太阳能充电的智能仿生机器鱼 Pending CN107176280A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710522937.9A CN107176280A (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种太阳能充电的智能仿生机器鱼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710522937.9A CN107176280A (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种太阳能充电的智能仿生机器鱼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107176280A true CN107176280A (zh) 2017-09-19

Family

ID=59845903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710522937.9A Pending CN107176280A (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种太阳能充电的智能仿生机器鱼

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107176280A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060885A (zh) * 2018-09-21 2018-12-21 福州智闽科技有限公司 一种利用仿生鱼进行水体指标监测的方法
CN110065603A (zh) * 2018-12-25 2019-07-30 浙江海洋大学 一种太阳能水下机器人
CN110155282A (zh) * 2019-05-07 2019-08-23 常州大学 一种基于太阳能无人潜艇浅海探测装置
WO2021057155A1 (zh) * 2019-09-25 2021-04-01 南京海善达信息科技有限公司 一种网位仪

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3070831U (ja) * 2000-02-07 2000-08-15 義人 永井 自動圧搾制御装置付き人工遊泳魚鑑賞用機器
CN2592510Y (zh) * 2003-01-07 2003-12-17 上海劲钻实业公司 线控机器鱼
CN104967197A (zh) * 2015-07-16 2015-10-07 三峡大学 潜航器无线充电装置
CN204916137U (zh) * 2015-09-14 2015-12-30 上海市上海中学 仿生鱼机器人
CN105711778A (zh) * 2016-03-11 2016-06-29 北京大学 新型自主式仿生机器鱼
CN105799875A (zh) * 2015-09-02 2016-07-27 南京乐朋电子科技有限公司 一种仿生智能机器鱼的鱼头机构
CN206231599U (zh) * 2016-11-25 2017-06-09 浙江海洋大学 一种仿生探测机器人

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3070831U (ja) * 2000-02-07 2000-08-15 義人 永井 自動圧搾制御装置付き人工遊泳魚鑑賞用機器
CN2592510Y (zh) * 2003-01-07 2003-12-17 上海劲钻实业公司 线控机器鱼
CN104967197A (zh) * 2015-07-16 2015-10-07 三峡大学 潜航器无线充电装置
CN105799875A (zh) * 2015-09-02 2016-07-27 南京乐朋电子科技有限公司 一种仿生智能机器鱼的鱼头机构
CN204916137U (zh) * 2015-09-14 2015-12-30 上海市上海中学 仿生鱼机器人
CN105711778A (zh) * 2016-03-11 2016-06-29 北京大学 新型自主式仿生机器鱼
CN206231599U (zh) * 2016-11-25 2017-06-09 浙江海洋大学 一种仿生探测机器人

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060885A (zh) * 2018-09-21 2018-12-21 福州智闽科技有限公司 一种利用仿生鱼进行水体指标监测的方法
CN109060885B (zh) * 2018-09-21 2021-04-02 福州智闽科技有限公司 一种利用仿生鱼进行水体指标监测的方法
CN110065603A (zh) * 2018-12-25 2019-07-30 浙江海洋大学 一种太阳能水下机器人
CN110155282A (zh) * 2019-05-07 2019-08-23 常州大学 一种基于太阳能无人潜艇浅海探测装置
WO2021057155A1 (zh) * 2019-09-25 2021-04-01 南京海善达信息科技有限公司 一种网位仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107176280A (zh) 一种太阳能充电的智能仿生机器鱼
CN203152489U (zh) 一种电子烟
KR102200551B1 (ko) 배터리 팩
CA2511082A1 (en) Power control interface between a wind farm and a power transmission system
KR102202012B1 (ko) 배터리팩 및 그것을 포함하는 전력 시스템
CN103885391A (zh) 一种小型自治水下机器人电源管理系统
CN202975772U (zh) 一种小型自治水下机器人电源管理系统
EP3823130B1 (en) Battery pack charging and discharging protection system
CN211324756U (zh) 一种智能清扫机器人
CN207106832U (zh) 一种太阳能充电的智能仿生机器鱼
CN201797465U (zh) 基于单片机控制超级电容储能器的光伏系统
CN109760843A (zh) 一种可太阳能充电的无人机
CN112449816A (zh) 增程器、混合动力插秧机和混合动力插秧机的工作方法
CN105867393A (zh) 一种智能小车系统
CN210867214U (zh) 一种车载无线充电装置
CN105116889A (zh) 一种基于太阳能供电的轮式移动机器人控制系统
CN109189095A (zh) 一种微型水下机器人视频探测与控制系统
CN108495513A (zh) 智能数控led防水驱动电源
CN211020486U (zh) 一种喂食器
CN210310837U (zh) 一种全空间非接触式充电的水下机器鱼
CN212243710U (zh) 一种太阳能航标灯
CN206908370U (zh) 一种水质改良船供电系统
CN105929831A (zh) 一种智能小车控制系统
CN206514338U (zh) 一种多功能太阳能存储打火机
CN206652242U (zh) 一种具有无线充电功能的儿童智能电动玩具车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170919

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication