水中機(jī)器魚的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

1、水中機(jī)器魚的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用水中機(jī)器魚的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用高俊文楊東柯韋金玲陽(yáng)盛德楊成慧馬小琴本文在2016年西北民族大學(xué)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目背景下，制作一個(gè)自主研發(fā)的具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的水中機(jī)器魚系統(tǒng)。設(shè)計(jì)目的：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)各種資源的開發(fā)力度逐年加強(qiáng)，保護(hù)海洋資源，為持續(xù)發(fā)展提供足夠保障，仿真類機(jī)器人是在既不破壞自然環(huán)境和諧，又能夠協(xié)助人類觀察和監(jiān)控自然的有效方式。本文討論的水中機(jī)器魚為水下探索提供一個(gè)平臺(tái)，有效實(shí)現(xiàn)各類水下傳感器的靈

2、活安裝拆卸，使其在一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)上運(yùn)行。魚體采用鲹科模式，靈動(dòng)性和高效性較好，主要包括K60芯片的控制核心、電源管理單元、舵機(jī)控制單元、傳感器、串口通信模塊等。【關(guān)鍵詞】機(jī)器魚分段設(shè)計(jì)升潛控制鲹科模式水下近年來隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和對(duì)水體資源利用的重視，水下機(jī)器人承擔(dān)越來越重的作用。由于水下工作和陸地上不一樣，導(dǎo)致僅依靠人力難以有效進(jìn)行開發(fā)利用，需要依靠機(jī)器人的幫助來實(shí)現(xiàn)。本文討論的機(jī)器魚是仿真型機(jī)器人，主要目的是用于對(duì)環(huán)境的探查和檢測(cè)。機(jī)

3、器魚采用鲹科模式，即類似于鯉魚等鲹科的魚類運(yùn)動(dòng)的方式，通過尾部的擺動(dòng)提供前進(jìn)的動(dòng)力，通過胸鰭的角度調(diào)整實(shí)現(xiàn)在水下平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。采用仿真機(jī)器人對(duì)大自然的探索，既不影響大自然的魅力，也體現(xiàn)了人與自然的和諧相處。機(jī)器魚主要作為一個(gè)平臺(tái)，具有較強(qiáng)的安裝和拆卸傳感器的能力，安裝配套的傳感器，可以提高其使用的范圍。通訊能達(dá)到100HZ的速度，能夠滿足主控對(duì)數(shù)據(jù)接收的要求。2.4主控芯片使用K60系列芯片，外圍模塊豐富，處理速度極快，能夠有效的擴(kuò)展傳感器

4、的使用，極大的豐富了軟件控制的能力和數(shù)據(jù)處理能力。K60最小系統(tǒng)板，各個(gè)模塊接口連接如圖2所示。3軟件思路和功能實(shí)現(xiàn)3.1運(yùn)動(dòng)原理水中機(jī)器魚的外形是模仿鲹科魚的造型，整個(gè)魚體呈現(xiàn)流線型。所有的控制和轉(zhuǎn)向使用五個(gè)舵機(jī)，用于提供驅(qū)動(dòng)力和轉(zhuǎn)向力?；具\(yùn)動(dòng)包括：直行、上升、下潛、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)。三個(gè)舵機(jī)控制尾部，通過模仿魚S形的擺動(dòng)，提供前進(jìn)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)彎時(shí)候的偏向力；兩個(gè)舵機(jī)控制胸鰭，通過上下擺動(dòng)角度的改變來控制機(jī)器魚的水平平衡和上下潛的姿態(tài)調(diào)整。