可闭环控制的多功能水中蛇形机器人

摘要

本发明公开了一种可闭环控制的多功能水中蛇形机器人，主要解决现有水中蛇形机器人不能进行运动姿态调整的问题。其包括蛇头(1)、蛇尾(2)和蛇身(5)，蛇身(5)由多个刚性关节(3)和多个柔性关节(4)交替连接组成；蛇身(5)的两端分别与蛇头和蛇尾相连组成蛇体；蛇头(1)内装摄像头(11)，蛇身(5)内装有舵机(51)、主控制器(52)、电池组模块(53)、十自由度传感器(56)、舵机控制器(57)、太阳能充电模块(58)和电量检测模块(59)；十自由度传感器将实时测得的数据发送给主控制器进行数据融合，主控制器通过舵机控制器控制舵机，以调整蛇体的运动姿态。本发明具有可矫正蛇体的运动姿态、检测蛇体气密性，以及太阳能充电的优点，可用于输油管道检查、钻井平台水下结构检修和军事侦察。

主权项

一种可闭环控制的多功能水中蛇形机器人，包括蛇头（1）、蛇尾（2）和蛇身（5），蛇身(5)由多个刚性关节(3)和多个柔性关节(4)交替连接组成；蛇身(5)的两端分别与蛇头（1）和蛇尾（2）相连组成蛇体；蛇头（1）内装有无线摄像头（11），蛇身（5）内装有舵机（51）、主控制器（52）、电池组模块（53）和温湿度传感器组（54），其特征在于：蛇身（5）内还装有：十自由度传感器（56），用于获得蛇体的加速度、俯仰角和内部气压，以实时采集蛇体的运动姿态信息，监控其气密信息；十六路舵机控制器（57），用于发送控制信息给舵机（51）；十自由度传感器（56）将测得的数据发送给主控制器（52）进行数据融合，主控制器（52）对数据进行判断后，通过十六路舵机控制器（57）控制舵机（51），以调整蛇体的运动姿态，从而实现了对蛇体的闭环控制。太阳能充电模块（58），用于将太阳能转换为电能，为电池组模块（53）充电；电量检测模块（59），用于实时检测电池组模块（53）的电量，当电池组模块（53）电压低于10伏时，向主控制器(52)发送信号，控制蛇体浮出水面，通过太阳能充电模块（58）为电池组模块（53）充电。