一种仿真水质检测机器海豚制造技术

本发明专利技术属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿真水质检测机器海豚；包括支撑框架、壳体、陀螺仪、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构、正弦推进机构、PH值检测传感器和浊度传感器和尾鳍，是一种具备潜浮能力的两关节仿真机器海豚，能够实现高效、高稳定性、实时的水质监测。

A simulation water quality testing machine Dolphin

The invention belongs to the technical field of bionic robot, in particular to a simulation water quality detection machine dolphin, which includes a support frame, a shell, a gyroscope, a pectoral fin deflection mechanism, a center of gravity adjustment mechanism, a yaw mechanism, a sine propulsion mechanism, a pH value detection sensor, a turbidity sensor and a tail fin. It is a two joint simulation machine dolphin with the ability of diving and floating, which can achieve high efficiency High stability and real-time water quality monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种仿真水质检测机器海豚
本专利技术属于仿生机器人
，具体涉及一种仿真水质检测机器海豚。
技术介绍
水体富营养化、有毒物质污染、海洋污染等一系列水体污染成为当今世界许多国家社会经济发展的制约因素之一。我国是世界上淡水资源严重短缺的国家之一，近年来我国水体环境持续恶化，水质量不断下降，严重威胁社会的可持续发展。目前传统的监测方法主要为人工定点监测，其存在两方面的局限性：一是空间局限性，人工定点监测受到空间限制，无法实现大范围、实时、全面地监测水质；二是环境局限性，在有毒或具有放射性环境下人工监测无法安全地进行连续监测。目前现有的水质监测机器海豚系统，其机器海豚体长1.2m，重约23.5kg。该机器海豚设计有由直流电机及舵机驱动四个俯仰关节和由舵机驱动的两个偏航关节，以及一对六自由度胸鳍用于辅助三维机动。该机器海豚利用腹部携带的水质传感器，实时将水质的pH值电导率、溶解氧及浑浊度等信息传到岸边基站。该机器海豚在北京雁栖湖进行了野外监测实验，实时采集水质信息，取得了较好结果，验证了机器海豚作为水质监测系统移动节点的可靠性和有效性。但其机电结构复杂、成本高、隐蔽性差。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供一种仿真水质检测机器海豚，是一种具备潜浮能力的两关节仿真机器海豚，能够实现高效、高稳定性、实时的水质监测。一种仿真水质检测机器海豚，包括壳体、PH值检测传感器、浊度传感器和尾鳍12，还包括支撑框架、陀螺仪2、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构和正弦推进机构，其中壳体包括头部壳体、身体壳体、橡皮胶套和尾部壳体，其中身体壳体的一端固定连接在头部壳体上，身体壳体的另一端与尾部壳体之间通过橡皮胶套连接，尾鳍12位于尾部壳体的末端；支撑框架、陀螺仪2、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构、正弦推进机构、PH值检测传感器和浊度传感器均设置在壳体内；其中支撑框架包括横向的上支撑板5、横向的下支撑板26和竖向的支撑柱20，其中上支撑板5和下支撑板26之间通过多个支撑柱20固定连接，上支撑板5和下支撑板26的两个侧面均固定连接在身体壳体上；胸鳍偏转机构包括胸鳍舵机槽3、左胸鳍偏转舵机24、右胸鳍偏转舵机25、左胸鳍偏转片21和右胸鳍偏转片7，其中胸鳍舵机槽3固定连接在支撑框架的下支撑板26前方，左胸鳍偏转舵机24和右胸鳍偏转舵机25分别固定在胸鳍舵机槽3的左右两侧，左胸鳍偏转片21和右胸鳍偏转片7分别通过防水轴承4与左胸鳍偏转舵机24的舵机盘和右胸鳍偏转舵机25的舵机盘连接，且左胸鳍偏转片21和右胸鳍偏转片7均位于壳体外；陀螺仪2通过胸鳍舵机槽连接件22连接在胸鳍舵机槽3上；重心调节机构位于身体壳体与下支撑板26之间，包括轴承座27、配重块29、丝杠30、电机支架32和直流电机13，其中配重块29通过丝杠30连接在轴承座27和电机支架32之间，丝杠30由连接在电机支架32上的直流电机13驱动；偏航机构包括偏航舵机16、偏航舵机槽17及偏航联动件8，偏航舵机槽17固定在下支撑板26上方，偏航舵机16螺栓连接在偏航舵机槽17内，偏航联动件8的下端设有通孔一19与舵盘槽一23，偏航舵机16的传动轴从通孔一19的一端伸入通孔一19内，偏航舵机盘14从通孔一19的另一端伸入通孔一19内与偏航舵机16的传动轴螺栓连接，且偏航舵机盘14配合连接在舵盘槽一23内，偏航联动件8上端活动连接在上支撑板5下方，偏航联动件8固定连接在正弦推进机构上；正弦推进机构包括第一俯仰关节、第二俯仰关节、尾鳍12、尾柄33和尾柄连接件34，第一俯仰关节和第二俯仰关节相对设置并固定在一起，第一俯仰关节连接在偏航联动件8上，第二俯仰关节上连接有尾柄33，尾鳍12位于壳体外，并通过尾柄连接件34与尾柄33连接，且第一俯仰关节和第二俯仰关节的连接处位于橡皮胶套内部。所述的左胸鳍偏转片21和右胸鳍偏转片7上均设有胸鳍支架37，两个胸鳍支架37分别通过防水轴承4与左胸鳍偏转舵机24的舵机盘和右胸鳍偏转舵机25的舵机盘连接。所述的轴承座27和电机支架32分别固定在下支撑板26下方的两端，导轨28固定在轴承座27和电机支架32之间，直流电机13连接在电机支架32上，丝杠30一端连接在轴承座27上，另一端通过联轴器31与直流电机15的主轴连接，配重块29的两端分别连接在两个导轨28上，配重块29的中部连接在丝杠30上。所述的第一俯仰关节和第二俯仰关节的结构相同，每个俯仰关节均包括俯仰舵机9、俯仰舵机槽15和俯仰舵机联动件10，其中俯仰舵机9螺栓连接在俯仰舵机槽15内，俯仰舵机槽15活动连接在俯仰舵机联动件10的一侧，俯仰舵机联动件10的另一侧设有通孔二41和舵盘槽二42，俯仰舵机9的传动轴从通孔二41的一端伸入通孔二41内，俯仰舵机盘36从通孔二41的另一端伸入通孔二41内与俯仰舵机9的传动轴螺栓连接，且俯仰舵机盘36配合连接在舵盘槽二42内；第一俯仰关节的俯仰舵机联动件10和第二俯仰关节的俯仰舵机联动件10相对设置并固定在一起，第一俯仰关节的俯仰舵机槽15固定连接在偏航联动件8上，第二俯仰关节的俯仰舵机槽15与尾柄33连接。所述的头部壳体由两个头部半外壳1对接而成，身体壳体为两个身体半外壳19对接而成，尾部壳体为两个尾部半外壳11对接而成。附图说明图1为本专利技术的剖面结构示意图。图2为本专利技术的剖面结构示意图。图3为本专利技术的部分结构示意图。图4为本专利技术的部分结构示意图。图5为本专利技术的部分结构示意图。图6为本专利技术的部分结构示意图。图7为本专利技术的部分结构示意图。图8为本专利技术的部分结构示意图。图9为本专利技术的部分结构示意图。图10为本专利技术的外侧面结构示意图。图11为本专利技术的偏航联动件结构示意图。图12为本专利技术的俯仰舵机联动件结构示意图。图13为本专利技术的俯仰舵机槽结构示意图。图14为本专利技术的支撑框架结构示意图。其中：头部半外壳；2陀螺仪；3胸鳍舵机槽；4防水轴承；5上支撑板；6电池组；7右胸鳍偏转片；8偏航联动件；9俯仰舵机；10俯仰舵机联动件；11尾部半外壳；12尾鳍；13直流电机；14偏航舵机盘；15俯仰舵机槽；16偏航舵机；17偏航舵机槽；18偏航轴承座；19通孔一；20支撑柱；21左胸鳍偏转片；22胸鳍舵机槽连接件；23舵盘槽一；24左胸鳍偏转舵机；25右胸鳍偏转舵机；26下支撑板；27轴承座；28导轨；29配重块；30丝杠；31联轴器；32电机支架；33尾柄；34尾柄连接件；35；36俯仰舵机盘；37胸鳍支架；38螺纹通孔；39螺纹孔；40轴承孔；41通孔二；42舵盘槽二。具体实施方式如图1、图2和图9所示，一种仿真水质检测机器海豚，包括支撑框架、壳体、陀螺仪2、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构、正弦推进机构、PH值检测传感器和浊度传感器和尾鳍12；壳体包括头部壳体、身体壳体和尾部壳体，其中壳体包括头部壳体、身体壳体、橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿真水质检测机器海豚，包括壳体、PH值检测传感器、浊度传感器和尾鳍(12)，其特征在于还包括支撑框架、陀螺仪(2)、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构和正弦推进机构，其中壳体包括头部壳体、身体壳体、橡皮胶套和尾部壳体，其中身体壳体的一端固定连接在头部壳体上，身体壳体的另一端与尾部壳体之间通过橡皮胶套连接，尾鳍(12)位于尾部壳体的末端；/n支撑框架、陀螺仪(2)、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构、正弦推进机构、PH值检测传感器和浊度传感器均设置在壳体内；/n其中支撑框架包括横向的上支撑板(5)、横向的下支撑板(26)和竖向的支撑柱(20)，其中上支撑板(5)和下支撑板(26)之间通过多个支撑柱(20)固定连接，上支撑板(5)和下支撑板(26)的两个侧面均固定连接在身体壳体上；/n胸鳍偏转机构包括胸鳍舵机槽(3)、左胸鳍偏转舵机(24)、右胸鳍偏转舵机(25)、左胸鳍偏转片(21)和右胸鳍偏转片(7)，其中胸鳍舵机槽(3)固定连接在支撑框架的下支撑板(26)前方，左胸鳍偏转舵机(24)和右胸鳍偏转舵机(25)分别固定在胸鳍舵机槽(3)的左右两侧，左胸鳍偏转片(21)和右胸鳍偏转片(7)分别通过防水轴承(4)与左胸鳍偏转舵机(24)的舵机盘和右胸鳍偏转舵机(25)的舵机盘连接，且左胸鳍偏转片(21)和右胸鳍偏转片(7)均位于壳体外；/n陀螺仪(2)通过胸鳍舵机槽连接件(22)连接在胸鳍舵机槽(3)上；/n重心调节机构位于身体壳体与下支撑板(26)之间，包括轴承座(27)、配重块(29)、丝杠(30)、电机支架(32)和直流电机(13)，其中配重块(29)通过丝杠(30)连接在轴承座(27)和电机支架(32)之间，丝杠(30)由连接在电机支架(32)上的直流电机(13)驱动；/n偏航机构包括偏航舵机(16)、偏航舵机槽(17)及偏航联动件(8)，偏航舵机槽(17)固定在下支撑板(26)上方，偏航舵机(16)螺栓连接在偏航舵机槽(17)内，偏航联动件(8)的下端设有通孔一(19)与舵盘槽一(23)，偏航舵机(16)的传动轴从通孔一(19)的一端伸入通孔一(19)内，偏航舵机盘(14)从通孔一(19)的另一端伸入通孔一(19)内与偏航舵机(16)的传动轴螺栓连接，且偏航舵机盘(14)配合连接在舵盘槽一(23)内，偏航联动件(8)上端活动连接在上支撑板(5)下方，偏航联动件(8)固定连接在正弦推进机构上；/n正弦推进机构包括第一俯仰关节、第二俯仰关节、尾鳍(12)、尾柄(3)(3)和尾柄连接件(34)，第一俯仰关节和第二俯仰关节相对设置并固定在一起，第一俯仰关节连接在偏航联动件(8)上，第二俯仰关节上连接有尾柄(33)，尾鳍(12)位于壳体外，并通过尾柄连接件(34)与尾柄(33)连接，且第一俯仰关节和第二俯仰关节的连接处位于橡皮胶套内部。/n...

【技术特征摘要】
1.一种仿真水质检测机器海豚，包括壳体、PH值检测传感器、浊度传感器和尾鳍(12)，其特征在于还包括支撑框架、陀螺仪(2)、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构和正弦推进机构，其中壳体包括头部壳体、身体壳体、橡皮胶套和尾部壳体，其中身体壳体的一端固定连接在头部壳体上，身体壳体的另一端与尾部壳体之间通过橡皮胶套连接，尾鳍(12)位于尾部壳体的末端；
支撑框架、陀螺仪(2)、胸鳍偏转机构、重心调节机构，偏航机构、正弦推进机构、PH值检测传感器和浊度传感器均设置在壳体内；
其中支撑框架包括横向的上支撑板(5)、横向的下支撑板(26)和竖向的支撑柱(20)，其中上支撑板(5)和下支撑板(26)之间通过多个支撑柱(20)固定连接，上支撑板(5)和下支撑板(26)的两个侧面均固定连接在身体壳体上；
胸鳍偏转机构包括胸鳍舵机槽(3)、左胸鳍偏转舵机(24)、右胸鳍偏转舵机(25)、左胸鳍偏转片(21)和右胸鳍偏转片(7)，其中胸鳍舵机槽(3)固定连接在支撑框架的下支撑板(26)前方，左胸鳍偏转舵机(24)和右胸鳍偏转舵机(25)分别固定在胸鳍舵机槽(3)的左右两侧，左胸鳍偏转片(21)和右胸鳍偏转片(7)分别通过防水轴承(4)与左胸鳍偏转舵机(24)的舵机盘和右胸鳍偏转舵机(25)的舵机盘连接，且左胸鳍偏转片(21)和右胸鳍偏转片(7)均位于壳体外；
陀螺仪(2)通过胸鳍舵机槽连接件(22)连接在胸鳍舵机槽(3)上；
重心调节机构位于身体壳体与下支撑板(26)之间，包括轴承座(27)、配重块(29)、丝杠(30)、电机支架(32)和直流电机(13)，其中配重块(29)通过丝杠(30)连接在轴承座(27)和电机支架(32)之间，丝杠(30)由连接在电机支架(32)上的直流电机(13)驱动；
偏航机构包括偏航舵机(16)、偏航舵机槽(17)及偏航联动件(8)，偏航舵机槽(17)固定在下支撑板(26)上方，偏航舵机(16)螺栓连接在偏航舵机槽(17)内，偏航联动件(8)的下端设有通孔一(19)与舵盘槽一(23)，偏航舵机(16)的传动轴从通孔一(19)的一端伸入通孔一(19)内，偏航舵机盘(14)从通孔一(19)的另一端伸入通孔一(19)内与偏航舵机(16)的传动轴螺栓连接，且偏航舵机盘(14)配合连接在舵盘槽一(23)内，偏航联动件(8)上端活动连接在上支撑板(5)下方，偏航联动件(8)固定连接在正弦推进机构上；

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，薛淑萍，刘建国，
申请(专利权)人：吕梁学院，
类型：发明
国别省市：山西;14