[发明专利]一种无线反向充电的机器鱼、控制系统及控制方法

说明书

本公开提供了一种无线反向充电的机器鱼、控制系统及控制方法，包括至少两条无线反向充电的机器鱼，至少两个机器鱼之间相互通信连接，当第一机器鱼的电量低于第一设定值时，第一机器鱼向周围发送电量请求信号；当第二机器鱼的电量高于第二设定值时，第二机器鱼接收第一机器鱼的电量请求信号，并发送返回信号，确定两机器鱼的协同合作充电关系；第一机器鱼接收到返回信号，上浮至水面后停止移动，并将位置信息发送给第二机器鱼；第二机器鱼收到第一机器鱼的位置信息后，移动至第一机器鱼充电模块一侧，第二机器鱼的放电模块与第一机器鱼的充电模块位置相对，两机器鱼建立协同合作反向充电联系，进行无线充电；本公开满足了多机器鱼间协同合作相互无线充电的需求。

技术领域

本公开涉及水中探测器技术领域，特别涉及一种无线反向充电的机器鱼、控制系统及控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

近年来，随着陆地资源的日益枯竭，人们逐渐将目光转向资源丰富并具有巨大开发价值的海洋。由于原有的水下检测、作业、运载装置难以满足复杂水下作业任务的需求，因此加速了水下机器人的研发工作。仿生机器鱼作为鱼类推进机理和机器人技术的结合点，为研制新型的水下航行器提供了一种新思路，具有重要的研究价值和应用前景。

与此同时，随着机器人技术日新月异的飞速发展，单一水下航行器的执行力已满足不了人们的需求，多机器鱼协同合作因此而提出。但是在多机器鱼协同合作时，存在着电量分配不均，初始电量不足，电量使用过多致使无法返航等问题。且机器鱼的使用通常受到严格的功率限制，内部电路易受腐蚀，加上水下流体运动的复杂性，使水下独立充电特别具有挑战性。

发明人发现，水下航行器自主充电的主要解决方案一般是直接接触式充电或者非直接接触的充电方法，然而，直接接触的可行性是以有效解决泄漏和腐蚀为代价的，在水中不容易实现；非直接接触的充电方法主要采用无线线圈的方式充电，但是目前的水下航行器无线充电大多采用“母船+多个航行器”的方式，即在水下航行器欠电时，控制母船向航行器移动或者控制水下航行器在电量耗尽前回到母船位置，使得任务执行效率较低。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种无线反向充电的机器鱼、控制系统及控制方法，具有良好的密封性、兼容性、安全性和可靠性，能有效提高电池使用寿命，避免现有机器鱼水下泄露和腐蚀问题，满足了多机器鱼间协同合作相互无线充电的需求，极大的提高了水下任务的执行效率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种无线反向充电的机器鱼。

一种无线反向充电的机器鱼，包括：机器鱼本体，机器鱼本体内部设有供电模块，机器鱼本体的一侧设有与供电模块连接的至少一个充电模块，机器鱼本体的另一侧设有与供电模块连接的至少一个放电模块。

进一步的，供电模块设置在机器鱼本体的底部，放电模块设置在机器鱼本体的顶部。

进一步的，机器鱼本体至少包括：控制终端、鱼腔和舵机，控制终端与舵机连接且均设置在鱼腔内，舵机根据控制终端的指令动作进而带动机器鱼的运动。

更进一步的，机器鱼本体内还设有与控制终端连接的定位模块和无线通讯模块。

更进一步的，机器鱼本体内还设有与控制终端连接的高阻抗分压器。

进一步的，充电模块包括第一线圈和充电电路，放电模块包括第二线圈和放电电路。

本公开第二方面提供了一种无线反向充电的机器鱼控制系统，包括至少两条本公开第一方面所述的无线反向充电的机器鱼，至少两个机器鱼之间相互通信连接，根据相互通信的机器鱼各自的电量情况，进行相互充放电控制。