一种仿生海豚机器人的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，具体是指一种仿生海豚机器人。

背景技术：

如今计算机技术发展迅速，计算机的发展推动了机器人技术的发展壮大，陆地的机器人丰富多样，航空无人机技术也逐步成熟，然而人们对于海洋的探索进程相较于其他两个方面仍有滞后，目前海洋探索常见的国内外水下机械大多采用螺旋桨驱动的方式，螺旋桨驱动仍存在噪声大、隐蔽性差、运动不灵活等缺陷，具有一定的局限性，海豚是一类水生哺乳动物，躯干呈纺锤形，皮肤光滑无毛，身体矫健而灵活，善于跳跃和潜泳，是在水中行动最迅速的哺乳动物，活动时主要依靠回声定位功能，海豚的生理特征能够满足水下探索的要求，为了拓展水下探索机器人的运动推进方式，现急需一种对海豚进行仿生，能够采用近似海豚的水下移动方式，通过声呐定位对水下进行探索的仿生机器人。

技术实现要素：

为解决上述现有难题，本实用新型提供了一种实用性高，能够仿照海豚的外形特点以及在水下的前进方式，利用声呐探测水下地形，并且可以通过gps进行定位导航，拓展了水下探索机械的运动方式，克服了螺旋桨推进方式的水下机器人的噪声大、运动不灵活的缺点，通过电磁控制对海豚的运动行为进行高精度仿生，可进行水下录像的仿生海豚机器人。

本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型一种仿生海豚机器人，包括海豚流线型外壳、电磁仿生驱动模块、影像捕捉模块、声波反馈模块、导航定位模块、总控处理模块和电力供给模块，所述海豚流线型外壳外形与海豚外貌相同，所述海豚流线型外壳包括身躯部分、背鳍部分、头部部分和背尾部分，所述电磁仿生驱动模块设于海豚流线型外壳的背尾部分内，背尾部分采用弹性可形变结构，电磁仿生驱动模块为仿生海豚机器人提供驱动力，所述影像捕捉模块设于海豚流线型外壳的头部部分内，影像捕捉模块可以进行影像采集，所述声波反馈模块设于海豚流线型外壳的头部部分内且设于影像捕捉模块正下方，所述导航定位模块设于海豚流线型外壳的背鳍部分内，所述总控处理模块设于海豚流线型外壳的身躯部分内，总控处理模块的输入端与导航定位模块和声波反馈模块的输出端连接，总控处理模块的输出端与影像捕捉模块和电磁仿生驱动模块相连，所述电力供给模块与电磁仿生驱动模块、影像捕捉模块、声波反馈模块、导航定位模块和总控处理模块连接，电力供给模块为电磁仿生驱动模块、影像捕捉模块、声波反馈模块、导航定位模块和总控处理模块提供电力。

进一步地，所述电磁仿生驱动模块包括柔性连接脊柱仿体、运动承载板、仿生驱动电磁铁一、仿生驱动电磁铁二、连接导线和导向摆尾装置，所述运动承载板设有若干组且等比例等间距设于背尾部分内，所述柔性连接脊柱仿体贯穿固接设于运动承载板上，柔性连接脊柱仿体对运动承载板起限位作用，所述柔性连接脊柱仿体内部为中空结构，所述连接导线设于柔性连接脊柱仿体内，所述仿生驱动电磁铁一与仿生驱动电磁铁二对称设于运动承载板上且与连接导线连接，仿生驱动电磁铁一与仿生驱动电磁铁二对海豚流线型外壳背尾部分起驱动作用，所述导向摆尾装置设于背尾部分尾端且与连接导线连接，所述连接导线与电力供给模块连接；所述导向摆尾装置包括尾部运动承载板、柔性尾椎仿体、磁力摆动板、尾部驱动电磁铁一和尾部驱动电磁铁二，所述尾部运动承载板设于背尾部分尾端，所述柔性尾椎仿体一端设于尾部运动承载板上，所述磁力摆动板设于柔性尾椎仿体另一端，所述尾部驱动电磁铁一和尾部驱动电磁铁二对称设于尾部运动承载板上，所述柔性尾椎仿体内部为中空结构，连接导线在柔性尾椎仿体内部与尾部驱动电磁铁一和尾部驱动电磁铁二连接。

进一步地，所述影像捕捉模块包括水下摄影机和照明调光装置，所述水下摄影机设于海豚流线型外壳的头部部分，所述照明调光装置设于水下摄影机上，照明调光装置输入端与总控处理模块输出端连接，照明调光装置受总控处理模块控制对水下照明进行亮度调节。

进一步地，所述声波反馈模块采用声呐探测器，声呐探测器可用声呐探测海底地貌并反馈到总控处理模块中进行航路调节。

进一步地，所述导航定位模块可为gps定位和北斗定位，优选地，导航定位模块为gps定位系统。

进一步地，所述总控处理模块可采用cpu，plc控制器和单片机来进行控制，优选地，所述总控处理模块为单片机。

进一步地，所述海豚流线型外壳背尾部分上设有摆动运动间隙，海豚流线型外壳整体采用密封防水结构设置。

采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下：本方案一种仿生海豚机器人，对海豚的生理特征进行了仿生，改变了传统水下探测机器所使用的螺旋桨推进方式，利用电磁作用模拟出海豚水下运动的方式，无噪声、运动灵活，不会出现杂物卡桨导致机器报废的问题，使用gps定位导航系统与声呐探测器的结合，可以控制该机器人进行大范围的水下探索，保证机器水下作的安全。

附图说明

图1为本实用新型一种仿生海豚机器人的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种仿生海豚机器人的磁仿生驱动模块结构示意图；

图3为本实用新型一种仿生海豚机器人的导向摆尾装置结构示意图；

图4为本实用新型一种仿生海豚机器人的工作模块示意图。

其中，1、海豚流线型外壳，2、电磁仿生驱动模块，3、影像捕捉模块，4、声波反馈模块，5、导航定位模块，6、总控处理模块，7、电力供给模块，8、身躯部分，9、背鳍部分，10、头部部分，11、背尾部分，12、柔性连接脊柱仿体，13、运动承载板，14、仿生驱动电磁铁一，15、仿生驱动电磁铁二，16、连接导线，17、导向摆尾装置，18、尾部运动承载板，19、柔性尾椎仿体，20、磁力摆动板，21、尾部驱动电磁铁一，22、尾部驱动电磁铁二，23、水下摄影机，24、照明调光装置，25、摆动运动间隙。

具体实施方式

下面结合具体实施对本专利的技术方案作进一步详细地说明，本实用新型所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。

以下结合附图，对本实用新型做进一步详细说明。

如图1-4所示，本实用新型一种仿生海豚机器人，包括海豚流线型外壳1、电磁仿生驱动模块2、影像捕捉模块3、声波反馈模块4、导航定位模块5、总控处理模块6和电力供给模块7，所述海豚流线型外壳1外形与海豚外貌相同，所述海豚流线型外壳1包括身躯部分8、背鳍部分9、头部部分10和背尾部分11，所述电磁仿生驱动模块2设于海豚流线型外壳1的背尾部分11内，背尾部分11采用弹性可形变结构，所述影像捕捉模块3设于海豚流线型外壳1的头部部分10内，所述声波反馈模块4设于海豚流线型外壳1的头部部分10内且设于影像捕捉模块3正下方，所述导航定位模块5设于海豚流线型外壳1的背鳍部分9内，所述总控处理模块6设于海豚流线型外壳1的身躯部分8内，总控处理模块6的输入端与导航定位模块5和声波反馈模块4的输出端连接，总控处理模块6的输出端与影像捕捉模块3和电磁仿生驱动模块2相连，所述电力供给模块7与电磁仿生驱动模块2、影像捕捉模块3、声波反馈模块4、导航定位模块5和总控处理模块6连接。

所述电磁仿生驱动模块2包括柔性连接脊柱仿体12、运动承载板13、仿生驱动电磁铁一14、仿生驱动电磁铁二15、连接导线16和导向摆尾装置17，所述运动承载板13有若干组且等比例等间距设于背尾部分11内，所述柔性连接脊柱仿体12贯穿固接设于运动承载板13上，所述柔性连接脊柱仿体12内部为中空结构，所述连接导线16设于内，所述仿生驱动电磁铁一14与仿生驱动电磁铁二15对称设于运动承载板13上且与连接导线16连接，所述导向摆尾装置17设于背尾部分11尾端且与连接导线16连接，所述连接导线16与电力供给模块7连接；所述导向摆尾装置17包括尾部运动承载板18、柔性尾椎仿体19、磁力摆动板20、尾部驱动电磁铁一21和尾部驱动电磁铁二22，所述尾部运动承载板18设于背尾部分11尾端，所述柔性尾椎仿体19一端设于尾部运动承载板18上，所述磁力摆动板20设于柔性尾椎仿体19另一端，所述尾部驱动电磁铁一21和尾部驱动电磁铁二22对称设于尾部运动承载板18上，所述柔性尾椎仿体19内部为中空结构，连接导线16在柔性尾椎仿体19内部与尾部驱动电磁铁一21和尾部驱动电磁铁二22连接。

所述影像捕捉模块3包括水下摄影机23和照明调光装置24，所述水下摄影机23设于海豚流线型外壳1的头部部分10，所述照明调光装置24设于水下摄影机23上，照明调光装置24输入端与总控处理模块6输出端连接。

所述声波反馈模块4采用声呐探测器；所述导航定位模块5为gps定位系统；所述所述总控处理模块6为单片机。

所述海豚流线型外壳1背尾部分11上设有摆动运动间隙25，海豚流线型外壳1整体采用密封防水结构设置。

具体使用时，总控处理模块6的单片机写入编好的控制程序，将仿生海豚机器人放入需要探测的区域中，总控处理模块6控制仿生驱动电磁铁一14和仿生驱动电磁铁二15产生变化的磁力，仿生驱动电磁铁一14与仿生驱动电磁铁二15与运动承载板13之间产生吸力和斥力，驱动海豚流线型外壳1背尾部分11运动，导向摆尾装置17对运动方向调整，声波反馈模块4采集水下地形，导航定位模块5将位置信息传送到总控处理模块6中，借此来调整机器人行进路线，影像捕捉模块3将水下的景象录制下来，待仿生海豚机器人回收后对影像进行分析。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。