本次作品水域垃圾清理智能仿生蛙是一种能够在湖、河水域意向移动的智能仿生机械,它通过模仿蛙类在水中游动的姿态,巧妙的利用平行四连杆机构、曲柄摇杆机构、齿轮传动机构等机械原理,借助于直流电动机和步进电动机驱动控制装置、Arduino编程软件、L298N模块、局域网络控制装置等功能实现水中远程可控浮游作业。
作品中在蛙的头部设置了用于产生拨水效应改变蛙体行走方向的步进电动机控制器,实现了智能可控游动。机构采用齿轮啮合法进行动力传递,把步进电动机的旋转运动转化成了前部连杆的定向转动,连杆末端两处装有拨水叶片,从而拨动水域产生反向作用力迫使蛙体转向。蛙体转向是通过手机端蓝牙模块借助局域网络信号控制来实现的。
蛙的尾部安装有齿轮、连杆、平面脚蹼等零件共同组成了平行四连杆机构、曲柄连杆机构、齿轮传动机构,这些机构的有机组合促成了蛙在水中前行的动作。
该机构结构简单、性能稳定、操作方便、用料来源广,能够在规定的时间范围内实现预定的功能目标。
关键词:智能仿生机械、曲柄摇杆机构、齿轮传动机构、Arduino编程软件、蓝牙模块
创新点:
(1)机构后驱动部分采用齿轮啮合传递动力,曲柄连杆机构控制运动周期,平行四连杆机构保持运动的平稳性,利用L298N模块控制运动,模仿蛙运动使机械蛙充满生机。
(2)机构前部通过蓝牙模块,借助局域网络信号控制,使蛙体前部步进电动机转角发生变化,与之连接的连杆末端两个叶片角度发生变化实现了蛙体转向。
(3)机构左右两侧平行四连杆机构的成对应用使仿生动作协调和平稳。
(4)新型材料和先进加工技术应用使机构质轻易浮,易于制作。
特点:
(1)巧妙的利用机械结构模仿蛙在水中的游动可以在水中自由的做出转向等动作,在此产品中安装探测设备,可以观测水中的情况。
(2)科学性,先进性。本仿生蛙具备对于水域的污染的得到改善具有一定使用价值,仿生蛙外形独特,推进噪音小,对周围生物影响较小,最大还原水体本来环境。
(3)工作周期长适合长时间的工作,保持一定的工作效率。
(4)可远程控制本机构水域操作,安全系数高,性能稳定。
(5)利用清洁能源驱动机械蛙的前行,属于绿色环保无污染机械,有一定的推广价值。
(6)可对机械蛙的外观根据自己的喜好进行调配,提高了本项目的可观赏性