專利名稱：一種類海蜇運動探測體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種探測裝置，具體是指一種類海蜇運動探測體。
背景技術(shù)：
目前，人類對海洋資源的開發(fā)及利用愈來愈深入，由于海洋深處環(huán)境復(fù)雜多變、條件惡劣，給人類探索海洋帶來較大的困難，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)逐步發(fā)展，一種用于探索水下環(huán)境的水下機(jī)器人誕生，其給深海觀察、海底探險、水下管道監(jiān)測等方面帶來巨大的幫助；現(xiàn)有水下探測體大部分是模仿魚的運動方式，由于魚類運動方式有著噪聲小、機(jī)動靈活、速度快等優(yōu)點，成為近年來科學(xué)家開發(fā)水下仿生機(jī)器人的主要仿生對象；然而，魚外型較狹長，再加上運動時左右擺動，不僅會造成體態(tài)不穩(wěn)定，而且內(nèi)部可供設(shè)置多種傳感器的空間較小，不適合多對象探測裝置的安裝，探測性能受到一定的局限?！ずｒ厥巧钤诤Ｖ械囊环N低等的無脊椎腔腸軟體浮游肉食動物，上部分呈半球狀，體型較大，可以伸縮運動，下有八條口腕并帶有絲狀物，海蜇可以靜靜的懸浮在水中，透明的生理結(jié)構(gòu)與海水融為一體，靜靜地不被發(fā)覺地靠近獵物和捕食；海蜇的形體及穩(wěn)定運動特性更易于水下的探測、偵查及緊急避險等，并且極其適合于水下狹縫，溝壑的探測；有鑒于此,本發(fā)明人綜合利用海蜇特性,發(fā)明了一種類海蜇運動探測體,本案由此產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種類海蜇運動探測體，其具有類似海蜇穩(wěn)定的運動特性，克服了傳統(tǒng)仿生魚探測體空間小、體態(tài)不穩(wěn)定、探測性能不佳等問題。為了達(dá)成上述目的，本實用新型的解決方案是一種類海蜇運動探測體，包括有球冠狀頭部和連設(shè)在該球冠狀頭部的下方的腔體，還包括若干個均勻分布在上述球冠狀頭部四周圍的模擬海蜇觸手的展翼；上述球冠狀頭部和/或腔體內(nèi)設(shè)有中央控制器，攝像模塊，用于與上位機(jī)無線傳輸?shù)臒o線通訊模塊，分別用于控制探測體升降及水平運動的升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元；該無線通訊模塊與上述中央控制器的信號端雙向電連接，中央控制器的數(shù)據(jù)端電連接有探測用的傳感模塊，控制端分別與上述攝像模塊、上述升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元的輸入端相電連接。上述升降沉浮單元包括水泵和驅(qū)動該水泵正反運動的驅(qū)動電機(jī)，該驅(qū)動電機(jī)的控制端與上述中央控制器的控制端相電連接，上述水泵經(jīng)由水管與一缸體相連，該缸體內(nèi)帶有一可隨上述水泵正反運動而對應(yīng)活動的活塞體。上述水平推進(jìn)單元包括單流向水泵和驅(qū)動該單流向水泵的驅(qū)動模塊，該驅(qū)動模塊的控制端與上述中央控制器的控制端相電連接，上述單流向水泵設(shè)有均伸出球冠狀頭部外的一進(jìn)水端和二出水端，該二出水端的二出水口以朝不同水平方向出水的方式設(shè)置。上述攝像單兀包括攝像頭開關(guān)和攝像頭，該攝像頭開關(guān)連接在上述中央控制器的控制端及上述攝像頭的輸入端之間，上述攝像頭上還外掛有可向上位機(jī)發(fā)射無線信號的浮標(biāo)。[0010]上述傳感模塊包括有光電傳感器、溫度傳感器、方位傳感器、加速度傳感器及高光觸發(fā)器中的一種或幾種，上述光電傳感器設(shè)于探測體的靠下端位置處，上述溫度、方位及加速度傳感器設(shè)于上述球冠狀頭部內(nèi)，上述高光觸發(fā)器設(shè)于上述展翼上。 上述若干個展翼分別活動鉸接在上述球冠狀頭部的四周圍處，該若干個展翼下方共同連設(shè)有一由上述中央控制器控制能夠帶動該展翼上下?lián)]動的連動機(jī)構(gòu)。上述連動機(jī)構(gòu)包括渦桿、滑動件及若干支架，渦桿設(shè)于上述腔體內(nèi)，其上端與一主軸電機(jī)的輸出軸相連，下端向下伸出腔體外，上述主軸電機(jī)的輸入端與上述中央控制器相電連接；上述滑動件可活動地螺設(shè)在上述渦桿下端，上述若干支架包括相活動鉸接的三條支架骨，該三支架骨分別活動鉸接在上述滑動件、展翼及球冠狀頭部上。上述若干個展翼均為雙層結(jié)構(gòu)，該雙層結(jié)構(gòu)通過螺絲相互鉚合并二者之間留有間隙。 上述腔體內(nèi)靠下端位置處容裝有配重體。上述滑動件的下方設(shè)有機(jī)械抓手，該機(jī)械抓手連設(shè)在驅(qū)動其動作的抓手舵機(jī)，該抓手舵機(jī)與上述中央控制器的控制端相電連接。采用上述方案后，本實用新型一種類海蜇運動探測體，其主要由球冠狀頭部、腔體及若干展翼構(gòu)成，整個探測體的外型類似海蜇體型，所述球冠狀頭部及腔體為探測體各傳感模塊及其他部件的安裝提供足夠空間，構(gòu)成的整個探測體在運動中類海蜇運動，體態(tài)穩(wěn)定；探測體設(shè)有中央控制器，經(jīng)其總操作控制，由傳感模塊對各類探測參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，由攝像模塊對水體環(huán)境進(jìn)行拍攝，由無線通訊模塊與上位機(jī)進(jìn)行無線對接傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及命令控制，根據(jù)所得探測情況及實際需求，同樣由中央控制器控制，由升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元執(zhí)行實現(xiàn)探測體的升降及水平三維方向的運動，進(jìn)一步還可以控制展翼揮動，探測體整體靈活活動特性在實現(xiàn)探測同時，也能夠躲避其他危險動物、光照、觸碰等情況以進(jìn)行自我保護(hù)。

圖I是本新型探測體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本新型探測體的工作原理框圖。標(biāo)號說明球冠狀頭部11腔體12展翼13連動機(jī)構(gòu)14渦桿141滑動件142支架143機(jī)械抓手15配重體16氣室17中央控制器2升降沉浮單元3驅(qū)動電機(jī)31水泵32缸體33水平推進(jìn)單元4驅(qū)動模塊41單流向水泵42傳感模塊5光電傳感器51溫度傳感器52方位傳感器53[0031]加速度傳感器54高光觸發(fā)器55無線通信模塊7攝像模塊6攝像頭開關(guān)61攝像頭62主軸電機(jī)8抓手舵機(jī)9
具體實施方式
為了進(jìn)一步解釋本實用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖I所示為本新型一種類海蜇運動探測體，其外型結(jié)構(gòu)仿海蜇體型設(shè)計，部件機(jī)構(gòu)主要包括有球冠狀頭部11、腔體12及展翼13，球冠狀頭部11有透明材質(zhì)制成，腔體12連設(shè)在球冠狀頭部11下方，展翼13設(shè)有若干個，其模擬海蜇觸手，均勻分布在球冠狀頭部·11四周圍，并適當(dāng)下擺呈環(huán)繞包圍腔體12設(shè)計；本新型探測體內(nèi)設(shè)有傳感模塊5，用于監(jiān)查并探測水下環(huán)境的各類參數(shù)，設(shè)有升降沉浮單元3及水平推進(jìn)單元4，能夠懸浮于水體中并可作升降及水平三維方向運動，較佳的，展翼13還通過連動機(jī)構(gòu)14帶動能夠?qū)崿F(xiàn)上下?lián)]動動作，進(jìn)一步，探測體還能夠下沉海底并借由機(jī)械抓手15實現(xiàn)牢固定位；
以下結(jié)合附圖2對所述探測體的各種功能舉較佳實施方式分別進(jìn)行詳細(xì)闡述。所述升降沉浮單元3，設(shè)于球冠狀頭部11內(nèi)，為一活塞式沉浮系統(tǒng)，包括驅(qū)動電機(jī)31、水泵32及缸體33，驅(qū)動電機(jī)31的控制端與中央控制器2的控制端相電連接，驅(qū)動電機(jī)31的輸出端連接水泵32，水泵32經(jīng)由水管與缸體33相連，缸體33內(nèi)帶有一活塞體；工作時，中央控制器2接收上位機(jī)的指令，由驅(qū)動電機(jī)31驅(qū)動，水泵32可調(diào)速的正反運動以實現(xiàn)抽水或排水功用，由此帶動缸體33內(nèi)的活塞體運動，缸體33內(nèi)水量隨水泵32抽水或者排水而變化，從而改變探測體整機(jī)的整體浮力，由此實現(xiàn)了升降，實際應(yīng)用中，可以通過中央控制器2預(yù)設(shè)四個不同的運動模式，則對應(yīng)探測體有四種不同的升潛方式。所述水平推進(jìn)單元4，其設(shè)于球冠狀頭部11內(nèi)，包括驅(qū)動模塊41和單流向水泵42,驅(qū)動I旲塊41的控制端與中央控制器2的控制端相電連接，驅(qū)動I旲塊41的輸出端連接單流向水泵42，單流向水泵42設(shè)有均伸出球冠狀頭部11外的一進(jìn)水端和二出水端，該二出水端的二出水口以朝不同水平方向出水的方式設(shè)置；工作時，中央控制器2接收上位機(jī)的指令，由驅(qū)動模塊41驅(qū)動，單流向水泵42的進(jìn)水端進(jìn)水，二出水端高速噴射水流反沖產(chǎn)生動力，調(diào)節(jié)控制二出水端的水流速，根據(jù)力的合成即可實現(xiàn)探測體整機(jī)的水平運動方向的選擇。所述傳感模塊5，其與中央控制器2的數(shù)據(jù)端相電連接，將所探測的各種參數(shù)情況傳輸至中央控制器2，并通過無線方式送回上位機(jī)；傳感模塊5根據(jù)實際需要可以設(shè)置多種類型，可以包括有光電傳感器51、溫度傳感器52、方位傳感器53、加速度傳感器54、高光觸發(fā)器55及聲音傳感器中的一種或幾種。光電傳感器51，其設(shè)于探測體的靠下端位置處，用于探測水體的渾濁度，通過定標(biāo)分成三種不同程度的渾濁度指標(biāo)；溫度、方位及加速度傳感器52、53、54設(shè)于球冠狀頭部11內(nèi)，溫度傳感器52探測探測體整機(jī)所經(jīng)路徑的溫度變化情況，同樣通過數(shù)據(jù)回傳，在上位機(jī)上描繪相應(yīng)的溫度曲線圖；方位傳感器53用于控制探測體整機(jī)實時的運動方向，遇到避險情況時，也可以及時采集運動的實時方向，用于躲避觸碰等避險情況；加速度傳感器54用于控制探測體整機(jī)的運動方向，調(diào)節(jié)游動姿勢，如果遇到觸碰等情況，加速度傳器感器54將變化的數(shù)值返回中央處理器2，以啟用相關(guān)避讓程序；高光觸發(fā)器55可設(shè)于展翼13上，如果在攝像頭62中發(fā)現(xiàn)敵害出現(xiàn)或者發(fā)現(xiàn)有價值的水下情況，啟用高亮管用于照明補光，或者讓高亮管頻閃用于驅(qū)趕敵害；聲音傳感器可以整合在攝像頭內(nèi)，用于錄下水底環(huán)境的聲音。所述攝像單元6，其設(shè)有球冠狀頭部11內(nèi)，包括攝像頭開關(guān)61和攝像頭62，攝像開關(guān)61連接在中央控制器2的控制端及攝像頭62的輸入端之間，由攝像頭62對水文環(huán)境進(jìn)行圖文視頻采集，其數(shù)據(jù)傳輸可 以通過外掛的浮標(biāo)向上位機(jī)發(fā)射無線信號。所述無線通信模塊7與中央控制器2的數(shù)據(jù)端雙向電連接，其用于實現(xiàn)探測體內(nèi)中央控制器2與地面上位機(jī)之間的無線傳輸，則操作中只需通過操作上位機(jī)即可靈活控制水下探測體的相應(yīng)運動。所述若干個展翼13分別以活動鉸接方式安裝在球冠狀頭部11的四周圍處，該若干個展翼13下方共同連設(shè)有一由中央控制器2控制能夠帶動該展翼13上下?lián)]動的連動機(jī)構(gòu)14，作為該連動機(jī)構(gòu)14的一較佳實施例，其包括渦桿141、滑動件142及若干支架143，渦桿141設(shè)于腔體12內(nèi)，其上端與一主軸電機(jī)8的輸出軸相連,下端向下伸出腔體12外,主軸電機(jī)8的輸入端與中央控制器3相電連接；所述滑動件142可活動地螺設(shè)在渦桿141下端，各支架143均包括相活動鉸接的三條支架骨，該三支架骨分別活動鉸接在滑動件142、展翼13及球冠狀頭部11上；工作時，由中央控制器2控制并驅(qū)動主軸電機(jī)8工作，主軸電機(jī)8帶動渦桿141旋轉(zhuǎn)，借由渦桿141與滑動件142間的螺紋配合，帶動支架143的三條支架骨適當(dāng)收合或打開，由此實現(xiàn)展翼13的上下?lián)]動作用。所述各展翼13由兩層軟性材料疊在一起，構(gòu)成雙層結(jié)構(gòu)，該雙層結(jié)構(gòu)通過螺絲相互鉚合，二者之間留有Icm的間隙；該種結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是用于加強(qiáng)展翼13強(qiáng)度，防止運動時展翼13發(fā)生側(cè)向扭曲，同時也讓探測體整機(jī)有層次感，另外還為安裝其它的材料(如發(fā)光管、熒光材料)留出空間。所述機(jī)械抓手15設(shè)于滑動件142上，其位于整個探測體的最下端處，機(jī)械抓手15連設(shè)在驅(qū)動其動作的抓手舵機(jī)9，該抓手舵機(jī)9與中央控制器2的控制端相電連接。這里需要說明的是，本新型整個探測體的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本呈中心對稱、體態(tài)平穩(wěn)的特點，其中升降沉浮單元3可安裝在探測體整機(jī)的最上部分，使?jié)撍畷r整體的浮心升高，從而有利于探測體在水中能夠在豎直方向更加穩(wěn)定；較佳的，于腔體12內(nèi)靠下端位置處還容裝有配重體16，用于調(diào)整探測體整機(jī)的密度接近于水的密度，由于配重處于探測體整機(jī)下部，重心較低，故也可以防止傾覆，提高穩(wěn)度；另外，于配重體16的內(nèi)側(cè)還可以形成一氣室17，其處于封閉狀態(tài)，只有渦桿141連接的地方有接縫，其用作隔絕水進(jìn)入的一種措施。綜上所述，本新型一種類海蜇運動探測體,其整個探測體的外型類似海蜇體型，所述球冠狀頭部11及腔體12為探測體各傳感模塊5及其他部件的安裝提供足夠空間，而且球冠狀頭部11尺寸比腔體12的尺寸大，二者呈上下設(shè)置，構(gòu)成的整個探測體在運動中類海蜇運動，并且還設(shè)計有上述配重結(jié)構(gòu)，從而使得整個探出頭體更具備重心平穩(wěn)、體態(tài)穩(wěn)定等特點；上位機(jī)通過無線通信模塊7對探測體內(nèi)的中央控制器2進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，由中央控制器2進(jìn)行總控制，實現(xiàn)對水文各種參數(shù)進(jìn)行探測及視頻圖文拍攝，根據(jù)所得探測情況及實際需求，控制升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元實現(xiàn)探測體的升降及水平三維方向的運動，其模擬海蜇活動特性快速上下運動方式以進(jìn)行仿生探測，也可以趴在水底也可以靜靜懸浮在水中，也可以快速上升在水面上，其穩(wěn)定的姿態(tài)更易于水下的探測與偵查與緊急避險等；緊急避險包括有躲避其他危險動物、光照、觸碰等情況以自我保護(hù)，如展翼自動停止動作，沉入海底，等待平靜后再浮起。本新型類海蜇運動探測體相比較機(jī)器魚與潛水艇等水下探測器，其類似海蜇穩(wěn)定的運動方式為其探測平臺提供了穩(wěn)定的環(huán)境，其穩(wěn)定的姿態(tài)更易于探測與偵查，而非機(jī)器魚狹長的身體加上運動時的左右擺動造成的各種不穩(wěn)定因素；基于透明材質(zhì)制造的類似海蜇半圓透明頭部可以緊湊容納各種較大型傳感器、電子元件等，而非潛艇在水下的過于醒目，與噪音過大而嚇跑研究對象造成的不利因素。應(yīng)用中探測體可以設(shè)計大小兩種型號，既可以成群組成網(wǎng)絡(luò)共同完成同一個任務(wù)，也可以獨立工作，適用于各種水下探測、搜尋、救援等任務(wù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實用新型的專利范疇?！?br> 權(quán)利要求1.一種類海蜇運動探測體，其特征在于包括有球冠狀頭部和連設(shè)在該球冠狀頭部的下方的腔體，還包括若干個均勻分布在上述球冠狀頭部四周圍的模擬海蜇觸手的展翼；上述球冠狀頭部和/或腔體內(nèi)設(shè)有中央控制器，攝像模塊，用于與上位機(jī)無線傳輸?shù)臒o線通訊模塊，分別用于控制探測體升降及水平運動的升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元；該無線通訊模塊與上述中央控制器的信號端雙向電連接，中央控制器的數(shù)據(jù)端電連接有探測用的傳感模塊，控制端分別與上述攝像模塊、上述升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元的輸入端相電連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述升降沉浮單元包括水泵和驅(qū)動該水泵正反運動的驅(qū)動電機(jī)，該驅(qū)動電機(jī)的控制端與上述中央控制器的控制端相電連接，上述水泵經(jīng)由水管與一缸體相連，該缸體內(nèi)帶有一可隨上述水泵正反運動而對應(yīng)活動的活塞體。
3.如權(quán)利要求I所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述水平推進(jìn)單元包括單流向水泵和驅(qū)動該單流向水泵的驅(qū)動模塊，該驅(qū)動模塊的控制端與上述中央控制器的控制端相電連接，上述單流向水泵設(shè)有均伸出球冠狀頭部外的一進(jìn)水端和二出水端，該二出水端的二出水口以朝不同水平方向出水的方式設(shè)置。
4.如權(quán)利要求I所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述攝像單元包括攝像頭開關(guān)和攝像頭，該攝像頭開關(guān)連接在上述中央控制器的控制端及上述攝像頭的輸入端之間，上述攝像頭上還外掛有可向上位機(jī)發(fā)射無線信號的浮標(biāo)。
5.如權(quán)利要求I所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述傳感模塊包括有光電傳感器、溫度傳感器、方位傳感器、加速度傳感器及高光觸發(fā)器中的一種或幾種，上述光電傳感器設(shè)于探測體的靠下端位置處，上述溫度、方位及加速度傳感器設(shè)于上述球冠狀頭部內(nèi)，上述高光觸發(fā)器設(shè)于上述展翼上。
6.如權(quán)利要求I所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述若干個展翼分別活動鉸接在上述球冠狀頭部的四周圍處，該若干個展翼下方共同連設(shè)有一由上述中央控制器控制能夠帶動該展翼上下?lián)]動的連動機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述連動機(jī)構(gòu)包括渦桿、滑動件及若干支架，渦桿設(shè)于上述腔體內(nèi)，其上端與一主軸電機(jī)的輸出軸相連，下端向下伸出腔體外，上述主軸電機(jī)的輸入端與上述中央控制器相電連接；上述滑動件可活動地螺設(shè)在上述渦桿下端，上述若干支架包括相活動鉸接的三條支架骨，該三支架骨分別活動鉸接在上述滑動件、展翼及球冠狀頭部上。
8.如權(quán)利要求I或6所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述若干個展翼均為雙層結(jié)構(gòu)，該雙層結(jié)構(gòu)通過螺絲相互鉚合并二者之間留有間隙。
9.如權(quán)利要求I或6所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述腔體內(nèi)靠下端位置處容裝有配重體。
10.如權(quán)利要求6所述的一種類海蜇運動探測體，其特征在于上述滑動件的下方設(shè)有機(jī)械抓手，該機(jī)械抓手連設(shè)在驅(qū)動其動作的抓手舵機(jī)，該抓手舵機(jī)與上述中央控制器的控制立而相電連接。
專利摘要本實用新型公開一種類海蜇運動探測體，包括有球冠狀頭部和連設(shè)在該球冠狀頭部的下方的腔體，還包括若干個均勻分布在上述球冠狀頭部四周圍的模擬海蜇觸手的展翼；上述球冠狀頭部和/或腔體內(nèi)設(shè)有中央控制器，攝像模塊，用于與上位機(jī)無線傳輸?shù)臒o線通訊模塊，分別用于控制探測體升降及水平運動的升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元；該無線通訊模塊與上述中央控制器的信號端雙向電連接，中央控制器的數(shù)據(jù)端電連接有探測用的傳感模塊，控制端分別與上述攝像模塊、上述升降沉浮單元及水平推進(jìn)單元的輸入端相電連接；本案探測體具有類似海蜇穩(wěn)定的運動特性，克服了傳統(tǒng)仿生魚探測體空間小、體態(tài)不穩(wěn)定、探測性能不佳等問題。
文檔編號G01C13/00GK202757616SQ20122018750
公開日2013年2月27日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者李燦昭 申請人:福建省泉州市第七中學(xué)