基于PIC單片機的仿生機器魚(yú)的舵機控制

仿生機器魚(yú)實(shí)驗平臺屬于教育部和北京郵電大學(xué)共同出資支持的一項“國家級大學(xué)生創(chuàng )新性實(shí)驗計劃”項目，是一個(gè)集光、機、電、流體、智能于一體的實(shí)驗平臺，研究?jì)热莅ǎ?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/仿生">仿生機器魚(yú)機械結構的研究，推薦效率的研究以及控制性能的研究。
1 仿生機器魚(yú)平臺簡(jiǎn)介：
設計制作的機器魚(yú)模仿科魚(yú)類(lèi)的外形，頭部采用剛性結構的塑料材料。其形狀采用流線(xiàn)型，模仿真魚(yú)魚(yú)頭的形狀和大小比例。在魚(yú)頭的內部空間里安裝電源及控制電路，并在魚(yú)頭兩側魚(yú)眼處及在頭前部的偏下側安裝了3 個(gè)紅外傳感器，構成了一個(gè)探測左、前、右三個(gè)方向的傳感器網(wǎng)絡(luò )，讓魚(yú)具有自助避障的功能。
使用鋁合金制作的魚(yú)骨架把三個(gè)舵機串聯(lián)起來(lái)，魚(yú)骨架支撐起套于舵機外面的橡膠魚(yú)皮，便構成了了機器魚(yú)的魚(yú)身這個(gè)三關(guān)節的驅動(dòng)系統。使用鋁合金制作的連接件將魚(yú)身通過(guò)螺紋連接的方式固定在在剛性魚(yú)頭上，魚(yú)身的橡膠魚(yú)皮使用熱熔膠粘在魚(yú)頭上，這樣便構成了機器魚(yú)的整體結果。具體如圖1 所示。實(shí)驗證明，這種方法簡(jiǎn)單易行，且方便拆卸和組裝。

機器魚(yú)技術(shù)指標：巡游速度：1.2~1.5m./s；全電量巡游距離：4.5~5.5 千米；轉彎半徑：15~20cm。

2．系統組成及工作原理：

從功能上看，整個(gè)魚(yú)體的系統可以分成三大塊，分別是：感知區，決策區，行為區。感知區對應著(zhù)多紅外傳感器網(wǎng)絡(luò )和無(wú)限傳輸模塊，而決策區指的是主控芯片(MCU),動(dòng)作區對應著(zhù)舵機串聯(lián)組成的三關(guān)節驅動(dòng)系統。具體如圖2所示。本系統的最重要的工作集中在對多舵機的協(xié)調控制，因此主要圍繞舵機的控制工作進(jìn)行細致詳盡的介紹。