四舵机仿鲹科机器鱼控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种四舵机仿鲹科机器鱼控制装置。包括鱼头、鱼身、鱼尾、晶振电路、无线数传模块和单片机，接收信号的无线数传模块与单片机连接，单片机分别与鱼头舵机、鱼身中的三个舵机相连，舵机的电路板接收来自信号源经无线数传模块、单片机的信号，该信号驱动相应舵机的无核心马达，该无核心马达通过一对减速齿轮带动装在其被动齿轮上传递动力的摆臂输出动力；同时与上述齿轮相连的位置检测器通过单片机、无线数传模块传回舵机当前状态的信息；晶振电路经XTAL1、XTAL2与单片机连接。本实用新型结构较简单，另外选用的器件都是批量生产、质量可靠；价格较低。
【专利说明】四舵机仿鰺科机器鱼控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种四舵机仿鰺科机器鱼控制装置。
【背景技术】
[0002]目前的仿生鱼一般由鱼头、鱼身和鱼尾组成,鱼头、鱼身为一体结构,其缺点是:在水中受阻力过大，倒游时较难产生推动力；它限制了仿生机器鱼转弯的灵活性及倒游的速度。其控制机构比较复杂，如申请号为200610132794的专利申请，在鱼头中设有胸鰺驱动装置、控制电路、电源模块、无线通讯模块、红外传感单元，控制电路包括传感器信息处理装置与电机控制装置，传感器信息处理装置对所测得的信号进行处理，并将信号处理结果传送给电机控制装置，再由电机控制装置产生控制信号控制仿鰺机构的驱动电机运转，结构比较复杂。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为克服上述不足，而提供了一种四舵机仿鰺科机器鱼控制装置，结构简单；用于四舵机仿鰺科机器鱼的控制。
[0004]本实用新型目的是通过以下技术方案实现的，一种四舵机仿鰺科机器鱼控制装置，包括鱼头、鱼身、鱼尾、晶振电路、无线数传模块和单片机，接收信号的无线数传模块与单片机连接，单片机分别与鱼头舵机、鱼身中的三个舵机相连；舵机的电路板接收来自信号源经无线数传模块、单片机的信号，该信号驱动相应舵机的无核心马达，该无核心马达通过一对减速齿轮带动装在其被动齿轮上传递动力的摆臂输出动力；同时与上述齿轮相连的位置检测器通过单片机、无线数传模块传回舵机当前状态的信息；晶振电路经XTAL1、XTAL2与单片机连接。
[0005]所述位置检测器是随摆臂所处角度的变化而电阻值发生变化的可变电阻。
[0006]由于本实用新型以89C516RD+单片机和RF1100-232无线收发模块为主的控制装置，它们都是成批生产、质量可靠的产品；价格较低；另外，本实用新型结构比较简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型控制电路原理图；
[0008]图2为四舵机仿鰺科机器鱼机械结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]一种四舵机仿鰺科机器鱼控制装置，包括鱼头、鱼身、鱼尾、晶振电路、无线数传模块和单片机，见图1.接收来自上位机信号的无线数传模块与单片机连接，单片机分别与鱼头舵机S1、鱼身中的三个舵机即:S2、S3、S4相连，舵机的电路板接收来自信号源经无线数传模块、单片机的信号，该信号驱动相应舵机的无核心马达，该无核心马达通过一对减速齿轮带动装在其被动齿轮上传递动力的摆臂输出动力；同时与上述齿轮相连的位置检测器通过单片机、无线数传模块传回舵机当前状态的信息；以￥1晶体谐振器和电容C为主要元、器件构成的晶振电路经XTAL1、XTAL2分别与单片机的管脚14、15相连接。
[0010]所述无线数传模块采用无线收发模块，其型号为RF1100-232，它的管脚4为串口输入并与单片机的管脚7连接；无线收发模块的管脚5为串口输出并与单片机的管脚5相连；单片机采用低成本、低功耗的STC89C516RD+贴片式单片机，它具有微处理器、64k存储空间和44根管脚，所述44根管脚中包含4组总线式I/O 口，即PO、PU P2、P3，单片机内部拥有三个定时/计数器，即T0、Tl和T2.单片机的管脚8、9、10、11分别与鱼头舵机S1、舵机S2、舵机S3、舵机S4相连接；
[0011]所述位置检测器是随摆臂所处角度的变化而电阻值发生变化的可变电阻。
[0012]图2是四舵机仿鰺科机器鱼机械结构示意图；图中标明了鱼头舵机S1、鱼身中的三个舵机即:S2、S3、S4的相关位置。
[0013]图1是控制电路原理图，其中无线收发部分采用了串口通讯的方式，由单片机的Tl定时器实时产生9600kbps的波特率，当无线数传模块接收到上位机发来的命令时触发串行口中断，随后命令信息将被写入单片机的SBUF寄存器。
[0014]另外，还设计了上位机与控制模块间交流的口令。以便调试机器鱼的动作控制模型。通讯口令由两位16进制数组成，高位代表口令的控制类别，低位代表该控制类别的取值。
[0015]这套口令的高 位最多可控制影响四舵机仿鰺科机器鱼动作的16个量值，实际用了 13个；分别为游动模态、游动速度、游动方向、游动频率、鱼体波函数初值、鱼头舵机SI的摆动幅度、舵机S2的摆动幅度、舵机S3的摆动幅度、舵机S4的摆动幅度、鱼头舵机SI的中立值修正、舵机S2的中立值修正、舵机S3的中立值修正和舵机S4的中立值修正。这套口令的低位分别为每种控制类别的取值。
[0016]操作时，先让TO定时器每20ms中断一次，产生PWM波周期。再使用T2定时器的16位自动重装定时功能，产生准确的定时中断，下面分多个步骤具体控制上述四个舵机的占空比。
[0017]第一步，在T2定时中断产生前，给T2定时器的16位重装寄存器RCAP2H和RCAP2L赋初值，这两个寄存器中的值会自动赋给定时器初值寄存器，初值为鱼头舵机Si占空比的时长；
[0018]第二步，T2定时器触发第一次中断，给鱼头舵机SI赋高电平；
[0019]第三步，T2定时器触发第二次中断，给鱼头舵机SI赋低电平，再给T2定时器的16位重装寄存器RCAP2H和RCAP2L赋初值，初值为舵机S2占空比的时长；
[0020]第四步，T2定时器触发第三次中断，给舵机S2赋高电平；
[0021]第五步，T2定时器触发第四次中断，给舵机S2赋低电平，再给T2定时器的16位重装寄存器RCAP2H和RCAP2L赋初值，初值为舵机S3占空比的时长；
[0022]第六步，T2定时器触发第五次中断，给舵机S3赋高电平；
[0023]第七步，T2定时器触发第六次中断，给舵机S3赋低电平，再给T2定时器的16位重装寄存器RCAP2H和RCAP2L赋初值，初值为舵机S4占空比的时长；
[0024]第八步，T2定时器触发第七次中断，给舵机S4赋高电平，；
[0025]第九步，T2定时器触发第八次中断，给舵机4赋低电平，并关闭T2定时器，关闭T2定时中断；
[0026]第十步，TO定时器定时20ms中断触发，给RCAP2H和RCAP2L赋初值，初值为鱼头舵机SI占空比的时长，并打开T2定时器，打开T2定时中断。
[0027]上述各步使各个舵机产生相应的运动构成一个鱼体波；重复循环下去，机器鱼即可按照预定的要求前进或倒游或转弯或几种动作的结合。
【权利要求】
1.一种仿鰺科机器鱼控制装置，包括鱼头、鱼身、鱼尾、晶振电路、无线数传模块和单片机，其特征是:接收信号的无线数传模块与单片机连接，单片机分别与鱼头舵机、鱼身中的三个舵机相连，舵机的电路板接收来自信号源经无线数传模块、单片机的信号，该信号驱动相应舵机的无核心马达，该无核心马达通过一对减速齿轮带动装在其被动齿轮上传递动力的摆臂输出动力；同时与上述齿轮相连的位置检测器通过单片机、无线数传模块传回舵机当前状态的信息；晶振电路经XTALl、XTAL2与单片机连接。
2.如权利要求1所述的仿鰺科机器鱼控制装置，其特征是:所述位置检测器是随摆臂所处角度的变化而电阻值发生变化的可变电阻。
【文档编号】G05B19/042GK203720583SQ201320881774
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李卫京, 缪万波, 路录祥, 单伟忠, 王伟龙 申请人:李卫京