[发明专利]一种基于模块化设计的仿生水下科考平台

权利要求书

1.一种基于模块化设计的仿生水下科考平台，采用鱼体外形，包括舱室、骨架和尾鳍，其特征在于，按照鱼体骨架，分别设置有鱼头舱、控制和通讯舱、胸鳍舱、鱼鳔舱、尾鳍舱以及功能扩展舱，其中所述的鱼头舱用于安装摄像头和探照灯，控制和通讯舱安装控制系统，胸鳍舱用于安装三自由度转动胸鳍，鱼鳔舱安装在科考平台背部，内安装有仿鱼鳔的气囊，能源舱用于存放电池，尾鳍舱用于安装控制板，功能扩展舱为空腔，用于安装各种实现所需功能的吊舱。

2.如权利要求1所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于各舱室通过单片机串口通讯相互连接，依次固定在骨架上。

3.如权利要求1所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于尾鳍由至少两节组成，通过铰链相互连接，相邻两尾鳍之间还设置有平行四边形联动机构。

4.如权利要求1所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于所述的尾鳍第一节上安装有直流电机、正弦波发生器、转向舵机，所述的正玄波发生器与平行四边形联动机构连接，所述的正玄波发生器为曲柄滑块机构，该机构能产生一个左右30度摆角，并能按照正弦规律摆动，所述的转向舵机与曲柄滑块机构曲柄通过齿轮啮合。

5.如权利要求1所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于所述的三自由度转动胸鳍，是指三个舵机并联，通过万向节和若干个球关节以及一个球轴承与胸鳍连接。

6.如权利要求1所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于所述的鱼鳔舱有与外界相通的孔，内有仿鱼鳔的气囊，气囊与鱼头舱通过导管连接，导管上安装有抽气泵，能够将密封在鱼头舱中的气体抽到气囊。

7.如权利要求1所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于所述的控制系统包括仿生运动控制系统、自主导航控制系统以及作业控制系统。

8.如权利要求7所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于所述的仿生运动控制系统包括摆动和转向控制模块、三自由度舵机控制模块、无线控制模块、气囊的控制模块；每个模块对应一个单片机，安装在相应的舱室中，各单片机之间采用IIC通讯，所述的单片机为SILICON公司的C8051F410。

9.如权利要求7所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于所述的自主导航系统包括GPS、避障传感器、导航处理器、电子罗盘、惯性测量仪、流速计，无线数字传输系统；所述的避障传感器包括声纳系统和红外系统；导航处理器为Ampro宽温级工控计算机PC104-CoreModule435；电子罗盘为TCM2.6电子罗盘；惯性测量仪为VG5100六轴测量系统；GPS为GARMIN25GPS接收机。

10.如权利要求7所述的基于模块化设计的仿生水下科考平台，其特征在于所述的作业系统为水质监测模块，通过单片机控制，包括温度传感器、浑浊度传感器、溶解氧传感器和PH值传感器，安装在功能拓展舱内。