CN206867707U - 一种仿生机器鱼 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种仿生机器鱼，包括微处理器，所述微处理器与驱动模块相连，用来控制仿生机器鱼的运动；所述微处理器还与充电电池相连，所述充电电池还与无线充电模块相连；所述无线充电模块包括设置于仿生机器鱼上的无线充电接收端机构和固定在水池中的无线充电发射端机构；微处理器还与Zigbee模块相连，Zigbee模块用于实现仿生机器鱼的定位以及多条仿生机器鱼之间的相互通信。
Description
技术领域
本实用新型属于仿生机器鱼领域，尤其涉及一种仿生机器鱼。
背景技术
随着生活水平的不断提高，人们在工作生活的同时，更加注重陶冶情操，吃饱穿暖早已不是人们所追求的了，更多的娱乐活动逐渐走进人们生活中，闲暇时，越来越多的人们喜欢在家养鱼，鱼在水里自由的游动，使人们心情舒畅，但是养过鱼的人都知道，养鱼不是一朝一夕的事情，需要喂食和换水等工作，随着机器人行业的风生水起，人们就在考虑是否可以用机器鱼代替我们养的小鱼，让其不仅有小鱼的外观，还有小鱼在水里自由自在游动的功能，并且我们可以通过语音控制它们游动的方向，还可以实现无线充电，真正实现一种多功能智能观赏机器鱼。
随着仿生学的发展，国内外越来越多的学者致力于研究仿生机器鱼，仿照鱼类的外形以及游动机理，制造出仿生机器鱼使之具有高效、灵活的水下巡游能力，可以应用于复杂环境下的资源探测、生物研究和军事侦察等领域。基于这些优点人们对仿生机器鱼的研究也越来越多，仿生机器鱼的功能也越来越完善，仿生机器鱼的应用领域涵盖了科学、教育和娱乐等领域。
然而，机器鱼在娱乐方面的应用还不是太成熟，如何实现机器鱼在水箱(鱼池)内自由而灵活的摆动，如何实现机器鱼的无线充电功能，如何实现人们通过语音对机器鱼的控制功能等都是需要解决的问题。
实用新型内容
为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种仿生机器鱼，其可实现无线充电，避免机器鱼在鱼池里因为没电而停游，可实现语音控制，通过语音实现对机器鱼的转弯、上浮、下潜等功能，在鱼体内设置的Zigbee模块可实现机器鱼的定位以及多条鱼之间的相互通信，可实现多条鱼共同转弯、直游等功能，使其更具有观赏性。
本实用新型的一种仿生机器鱼，仿生机器鱼放置于水池内；该仿生机器鱼包括：
微处理器，所述微处理器与驱动模块相连，用来控制仿生机器鱼的运动；所述微处理器还与充电电池相连，所述充电电池还与无线充电模块相连；所述无线充电模块包括设置于仿生机器鱼上的无线充电接收端机构和固定在水池中的无线充电发射端机构；
所述微处理器还与Zigbee模块相连，所述Zigbee模块用于实现仿生机器鱼的定位以及多条仿生机器鱼之间的相互通信；
所述微处理器被配置为：
根据极限环CPG网络控制模型来构建仿生机器鱼的数学模型；
采用PSO算法对仿生机器鱼的数学模型中的参数进行优化，其优化过程为：
设定算法参数，所述算法参数包括学习因子、最大迭代次数和粒子的维数；
初始化种群，其中初始种群是由随机产生的若干个粒子组成的；
计算粒子的适应度值；
找出个体极值和群体极值，再进一步的进行更新迭代直到输出最优解。
进一步的，所述微处理器还与语音控制模块相连。
进一步的，所述微处理器还与移动终端相互通信。
进一步的，所述仿生机器鱼内还嵌入有LED灯，所述LED灯与微处理器相连。
进一步的，所述驱动模块为压电陶瓷驱动模块。
进一步的，所述无线充电接收端机构包括：电量检测模块、接收线圈、无线充电接收模块和接收端防水外壳，所述接收端防水外壳固定在仿生机器鱼的下部，接收线圈密封固定于接收端防水外壳端部，所述电量检测模块和无线充电接收模块密封设置于接收端防水外壳中，所述电量检测模块、接收线圈分别与充电电池之间电连接。
进一步的，所述无线充电发射端机构包括：充电线圈、防水充电底座、定位模块和无线充电发射模块，防水充电底座固定设置在水池的底部，充电线圈密封固定在防水充电底座的上端，定位模块与无线充电发射模块之间电连接，无线充电发射模块通过导线与外部电源连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种仿生机器鱼实现了无线充电，避免机器鱼在鱼池里因为没电而停游，可实现语音控制，通过语音实现对机器鱼的转弯、上浮、下潜等功能，在鱼体内设置的Zigbee模块可实现机器鱼的定位以及多条鱼之间的相互通信，可实现多条鱼共同转弯、直游等功能，使其更具有观赏性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本实用新型的一种仿生机器鱼的结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是本实用新型的一种仿生机器鱼的结构示意图。
如图1所示，本实用新型的一种仿生机器鱼，仿生机器鱼放置于水池内；该仿生机器鱼包括：
微处理器，所述微处理器与驱动模块相连，用来控制仿生机器鱼的运动；所述微处理器还与充电电池相连，所述充电电池还与无线充电模块相连；所述无线充电模块包括设置于仿生机器鱼上的无线充电接收端机构和固定在水池中的无线充电发射端机构；
所述微处理器还与Zigbee模块相连，所述Zigbee模块用于实现仿生机器鱼的定位以及多条仿生机器鱼之间的相互通信。
具体地，所述无线充电接收端机构包括：电量检测模块、接收线圈、无线充电接收模块和接收端防水外壳，所述接收端防水外壳固定在仿生机器鱼的下部，接收线圈密封固定于接收端防水外壳端部，所述电量检测模块和无线充电接收模块密封设置于接收端防水外壳中，所述电量检测模块、接收线圈分别与充电电池之间电连接。
具体地，所述无线充电发射端机构包括：充电线圈、防水充电底座、定位模块和无线充电发射模块，防水充电底座固定设置在水池的底部，充电线圈密封固定在防水充电底座的上端，定位模块与无线充电发射模块之间电连接，无线充电发射模块通过导线与外部电源连接。
定位模块每隔一段时间发射一次自身的位置坐标，以供机器鱼接收能够返回到指定充电地点。电量检测模块集成在无线充电的接收端当中，其能够对机器鱼的当前电量进行实时检测，当检测到电量低于20％时，定位模块给机器鱼发射位置信号，机器鱼游向无线充电装置的发射机构。无线充电发射模块与无线充电接收模块配套使用，利用充电线圈与接收线圈之间的电磁感应原理对电池进行充电，当充电线圈与接收线圈耦合，其间隙在5mm之内即可以无线充电，且两个线圈之间的间距越小充电效率越高。分别用密封胶对发射端机构和接收端机构进行防水浇筑密封，防止机器鱼漏水。
具体地，所述驱动模块为压电陶瓷驱动模块。本实用新型主要是利用压电陶瓷材料的逆压电效应，即通过对压电陶瓷施加外部电场，将输入的电能转换成机械能以改变结构阻尼、刚度等特性，从而对结构进行有效控制。
在另一实施例中，所述微处理器还与语音控制模块相连。
具体地，语音控制模块设置在水池壁上，其包括语音采集模块、语音处理模块、控制模块(嵌入式单片机)、无线通信模块，其中语言采集模块对语音进行采集和识别，识别到的信息传给语音处理模块进行处理，语音处理模块把处理结果送给控制模块，控制模块控制无线通信模块发送相应的信号给机器鱼，仿生机器鱼上的无线通信模块收到信号后传给仿生机器鱼上的控制模块，控制模块收到信号后传给驱动模块，进而驱动机器鱼做出相应的动作。
在另一实施例中，所述微处理器还与移动终端相互通信。
其中，移动终端控制单个仿生机器鱼的翻转、慢游、快游以及多条仿生机器鱼的直游、翻转等功能。
在另一实施例中，所述仿生机器鱼内还嵌入有LED灯，所述LED灯与微处理器相连。
其中，LED灯可以实现机器鱼颜色的变化，展现更漂亮的姿态。
本实用新型提供的一种仿生机器鱼实现了无线充电，避免机器鱼在鱼池里因为没电而停游，可实现语音控制，通过语音实现对机器鱼的转弯、上浮、下潜等功能，在鱼体内设置的Zigbee模块可实现机器鱼的定位以及多条鱼之间的相互通信，可实现多条鱼共同转弯、直游等功能，使其更具有观赏性。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种仿生机器鱼，其特征在于，仿生机器鱼放置于水池内；该仿生机器鱼包括：
微处理器，所述微处理器与驱动模块相连，用来控制仿生机器鱼的运动；所述微处理器还与充电电池相连，所述充电电池还与无线充电模块相连；所述无线充电模块包括设置于仿生机器鱼上的无线充电接收端机构和固定在水池中的无线充电发射端机构；
所述微处理器还与Zigbee模块相连，所述Zigbee模块用于实现仿生机器鱼的定位以及多条仿生机器鱼之间的相互通信。
2.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述微处理器还与语音控制模块相连。
3.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述微处理器还与移动终端相互通信。
4.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述仿生机器鱼内还嵌入有LED灯，所述LED灯与微处理器相连。
5.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述驱动模块为压电陶瓷驱动模块。
6.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述无线充电接收端机构包括：电量检测模块、接收线圈、无线充电接收模块和接收端防水外壳，所述接收端防水外壳固定在仿生机器鱼的下部，接收线圈密封固定于接收端防水外壳端部，所述电量检测模块和无线充电接收模块密封设置于接收端防水外壳中，所述电量检测模块、接收线圈分别与充电电池之间电连接。
7.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述无线充电发射端机构包括：充电线圈、防水充电底座、定位模块和无线充电发射模块，防水充电底座固定设置在水池的底部，充电线圈密封固定在防水充电底座的上端，定位模块与无线充电发射模块之间电连接，无线充电发射模块通过导线与外部电源连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN110508001A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-29 | 天津市兰尚建筑设计咨询有限公司 | 一种免人工充电可下潜式电子鱼 |
| TWI711516B (zh) * | 2020-03-05 | 2020-12-01 | 國立臺北科技大學 | 機器魚 |
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