專利名稱：適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)速技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
仿生機(jī)器魚，即模仿魚類游動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，利用機(jī)械、電子元件或智能材料來實(shí)現(xiàn)水下推進(jìn)的運(yùn)動(dòng)裝置。和傳統(tǒng)水下機(jī)器人推進(jìn)方式相比，它具有高效率、高機(jī)動(dòng)性、高隱形性和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。仿生機(jī)器魚的研究不僅具有很高的理論研究價(jià)值，而且在水下資源勘測(cè)、海上搜救、水下考古、打撈救助、海底地質(zhì)地貌勘測(cè)、軍事偵察等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。伴隨著機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)技術(shù)、流體力學(xué)和仿生學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，研究人員研制出了多種仿生機(jī)器魚，現(xiàn)在的機(jī)器魚可以模仿魚類的多種運(yùn)動(dòng)模式，但是，現(xiàn)有技術(shù)還非常的不完善，其推進(jìn)效率與魚類還相去甚遠(yuǎn)，機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性還存在不足。而游速作為仿生機(jī)器魚的游動(dòng)性能的重要的指標(biāo)之一，對(duì)于獲得仿生機(jī)器魚實(shí)現(xiàn)預(yù)定游速的高效運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭示游動(dòng)機(jī)理，設(shè)計(jì)仿生機(jī)器魚的推進(jìn)動(dòng)作具有重要的意義。機(jī)器魚的瞬時(shí)速度規(guī)律較為復(fù)雜，存在一定的周期性，會(huì)產(chǎn)生變向、變幅等特性，同時(shí)在某些瞬間還會(huì)出現(xiàn)反向的速度值，此外，機(jī)器魚的速度變化范圍較大，因此既要求要測(cè)出低速度情況時(shí)魚體游速的細(xì)微變化，還要測(cè)量出高速時(shí)魚體游速變化的趨向。目前針對(duì)于仿生機(jī)器魚的游速主要是采用人工計(jì)時(shí)法、粒子圖像測(cè)速法(DPIV)和數(shù)值模擬算法，傳統(tǒng)的人工計(jì)時(shí)法主要通過手動(dòng)測(cè)量魚體在預(yù)定時(shí)間內(nèi)游動(dòng)的距離進(jìn)而推導(dǎo)出游動(dòng)速度，這種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且也不能夠得到精確的測(cè)量結(jié)果，同時(shí)對(duì)于魚體的瞬時(shí)游態(tài)以及其游動(dòng)機(jī)理的分析和改進(jìn)沒有實(shí)際的指導(dǎo)意義。在文獻(xiàn)《仿生機(jī)器鯽魚的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》(章永華，何建慧，顏欽，仿生機(jī)器鯽魚的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，《工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)》，2011，6.)中針對(duì)上述方法提出了一種改進(jìn)策略，即通過截取圖像分析的方法對(duì)仿生機(jī)器魚上的標(biāo)記點(diǎn)在很短的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行采樣，并對(duì)兩次采樣結(jié)果進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，提取時(shí)間間隔和移動(dòng)距離信息，進(jìn)而計(jì)算出運(yùn)動(dòng)物體的游速，這種方法在很大程度上提高了測(cè)量精度，但是這種截取圖像的方法僅可在實(shí)驗(yàn)狀態(tài)中進(jìn)行測(cè)試，并不適用于遠(yuǎn)距離以及長時(shí)間的游速測(cè)量。此外，在文獻(xiàn)《仿生機(jī)器魚技術(shù)研究進(jìn)展及關(guān)鍵問題探討》(梁建宏，王田苗，魏宏興，仿生機(jī)器魚技術(shù)研究進(jìn)展及關(guān)鍵問題探討，《機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用》，2003，3.)中提出了一種粒子圖像測(cè)速法，它是通過在流場中加入粒子，用脈沖激光器發(fā)出激光束，經(jīng)過一系列光學(xué)元件形成可調(diào)至的激光照射流場，用多次曝光記錄粒子場在不同時(shí)刻的圖像，測(cè)出在一定時(shí)間間隔內(nèi)每個(gè)粒子的位移，從而算出粒子的速度，在粒子的跟隨性滿足要求的條件下，粒子的運(yùn)動(dòng)速度可以代表流體的運(yùn)動(dòng)速度，DPIV作為一種現(xiàn)代流動(dòng)顯示和流場無接觸測(cè)量技術(shù)，已被用于魚體游速的定量觀測(cè)，但是這種方法對(duì)實(shí)驗(yàn)流場的透光性要求較高，不適于進(jìn)行深水勘測(cè)，且示蹤顆粒要求盡量分布均勻，顆粒波撇要求較高，此外儀器價(jià)格昂貴，測(cè)量成本相對(duì)較高。
在文獻(xiàn)《實(shí)現(xiàn)預(yù)定游速的仿魚機(jī)器人最佳效率運(yùn)動(dòng)規(guī)劃》(陳維山，夏丹，劉軍考，韓路輝.實(shí)現(xiàn)預(yù)定游速的仿魚機(jī)器人最佳效率運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》，2010，，46 (17))中，提到了一種數(shù)值模擬方法的改進(jìn)策略，它通過給定魚體的運(yùn)動(dòng)方式，可以通過檢驗(yàn)游動(dòng)過程中的作用力動(dòng)態(tài)修正游動(dòng)速度，使其最終收斂到穩(wěn)態(tài)值，進(jìn)而獲得其穩(wěn)態(tài)游動(dòng)性能。然而魚類的游動(dòng)涉及復(fù)雜的流體力學(xué)問題，相應(yīng)的水動(dòng)力學(xué)模型尚不完善，其游動(dòng)過程中的受力情況很難精確計(jì)算，因此基于計(jì)算模型的機(jī)器魚游動(dòng)控制帶來了極大的困難。而流體力學(xué)家提出的魚類波狀游動(dòng)的流體力學(xué)模型計(jì)算量大、過于繁瑣，很難應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)中，故綜上各種因素使得仿生機(jī)器魚不可能完全按照預(yù)定游速來進(jìn)行游動(dòng)，因此同樣也需要我們利用實(shí)際測(cè)量值與理論值進(jìn)行分析比較，從而進(jìn)一步完善魚體的游動(dòng)特性。此外，在文獻(xiàn)《水下推進(jìn)測(cè)速儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》(張振，何波，水下推進(jìn)測(cè)速儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，《現(xiàn)代電子技術(shù)》，2011，13.)中，提出了一種水下推進(jìn)測(cè)速儀器，它利用霍爾電流傳感器，通過檢測(cè)推進(jìn)器運(yùn)行時(shí)的紋波來進(jìn)行測(cè)速，這種方法需要帶動(dòng)轉(zhuǎn)子繞組通過換向器來獲取電流，并最終只能得到單位時(shí)間水下推進(jìn)器的轉(zhuǎn)數(shù)，固并不適用于仿生機(jī)器魚這一結(jié)構(gòu)。應(yīng)變測(cè)速是一種非電量測(cè)量方法，其測(cè)速原理是讓流體推動(dòng)彈性元件變形產(chǎn)生應(yīng)變，從而帶動(dòng)粘貼于彈性元件的應(yīng)變片一起形變，從而將流體機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電量，再將轉(zhuǎn)換后的微弱電量通過放大和濾波提取與流速相關(guān)的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，從而實(shí)現(xiàn)流體速度測(cè)量。應(yīng)變測(cè)速儀具有測(cè)量精度高、對(duì)流體流場干擾小、對(duì)流場的透明性要求低、體積小巧、攜帶方便、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)上述特點(diǎn)，基于電阻應(yīng)變計(jì)式的測(cè)速裝置和方法已經(jīng)有了一定的研究成果。在文獻(xiàn)《應(yīng)變靶式流量計(jì)的原理及設(shè)計(jì)》(程毅，吳友謙，王義華.應(yīng)變靶式流量計(jì)的原理及設(shè)計(jì)，《中國科技財(cái)富》，2009，08.)和文獻(xiàn)《紙漿流送過程中速度分布測(cè)定方法的研究》(劉煥斌，周慶樂，藍(lán)福堂，庫謙和.紙漿流送過程中速度分布測(cè)定方法的研究，《廣東造紙技術(shù)通訊》，1980，Zl)中都提出了一種基于應(yīng)變電橋的流速測(cè)量原理，但是這種裝置僅限于在管道中固定安裝測(cè)量，而無法完成對(duì)開放水域仿生機(jī)器魚等水中移動(dòng)設(shè)備游速測(cè)量的需要。此外，受放大倍數(shù)和模數(shù)轉(zhuǎn)換電壓范圍的限制，流速的測(cè)量范圍均較小。在專利《明渠水流流速儀》(專利號(hào)CN92238274. 3)中提出了一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，該發(fā)明裝置使用迎合流向的尾翼作為測(cè)定流速方向的裝置，并不適合機(jī)器魚瞬時(shí)速度存在負(fù)值的情況，且裝置中只包含有一個(gè)電阻應(yīng)變片參與測(cè)量，測(cè)量設(shè)備的固定板與密封殼的小孔之間利用可變性防水材料密封連接，其對(duì)實(shí)際流場的干擾較大，直接影響了測(cè)量的靈敏度和精度，故不適用于進(jìn)行低流速流體的測(cè)量。此外，這種裝置與顯示記錄設(shè)備之間采用的是有線連接方式，需要鋪設(shè)網(wǎng)線，不適應(yīng)于遠(yuǎn)距離的計(jì)算控制，也不適應(yīng)于使用場地的變化。此外，針對(duì)測(cè)速領(lǐng)域、尤其是液體流速測(cè)量領(lǐng)域也已經(jīng)提出了很多先進(jìn)的測(cè)量方法，雖然他們都可以在水中進(jìn)行流速測(cè)量，原理上大部分也是測(cè)量測(cè)速裝置相對(duì)于水的速度，但是受環(huán)境以及實(shí)驗(yàn)條件的限制，這些裝置只適合于固定安裝，且只能夠測(cè)量恒流流速，并不適用于仿生機(jī)器魚這一動(dòng)態(tài)裝置，同樣也無法完成對(duì)于仿生機(jī)器魚游動(dòng)細(xì)節(jié)的測(cè)量。在專利《對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行測(cè)速的裝置和方法》(專利號(hào)CN101256238)中，提供了一種對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行測(cè)速的裝置和方法。它通過計(jì)算激光束處理模塊中第一激光束和第二激光束散射的回光的多普勒頻率之差，來獲取所述運(yùn)動(dòng)物體的速度。它可以對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的速度進(jìn)行精確的測(cè)量，但是這種方法僅限于運(yùn)動(dòng)機(jī)理較為規(guī)律的物體，且激光束模塊需要固定安裝，使得測(cè)量范圍非常有限，同時(shí)它也無法完成對(duì)于機(jī)器魚游動(dòng)細(xì)節(jié)的測(cè)量。專利《一種深水流流速測(cè)量系統(tǒng)》(專利號(hào)CN 10037846C)提出了一種深水流流速測(cè)量系統(tǒng)，它克服了粒子圖像法透光性要求較高的缺點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)深水區(qū)任意細(xì)化分層剖面流速分布的測(cè)量與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。但是該裝置體積龐大，只適用于大型的海洋工程中，因此并不適合安裝在仿生機(jī)器魚上。在美國專利《Fluid velocity measurement instrument》(流體的流速測(cè)量儀,專利號(hào)US 4986122)中提出了一種流體流速的測(cè)量方法，他通過測(cè)量流體流速對(duì)熱膜傳感器 或者是熱敏電阻的阻值影響，再通過熱傳導(dǎo)方程得到相對(duì)應(yīng)的流速值，它可以測(cè)量具有單向性、不穩(wěn)定振蕩的流體的流速，但是這種方法響應(yīng)慢，跟蹤性較差，此外為了提高測(cè)量精度，該裝置的熱膜傳感器必須固定安裝在一個(gè)平面上，因此并不適用于運(yùn)動(dòng)的仿生機(jī)器魚。在美國專利((Method and apparatus for measuring unsteady flowvelocity))(非穩(wěn)態(tài)流速測(cè)量方法及裝置，專利號(hào)US 5493512)中提出了一種非穩(wěn)態(tài)流體的流速測(cè)量方法，它通過數(shù)值積分兩個(gè)瞬間加速度為零時(shí)靜態(tài)壓力之間的差異來確定速度的變化。通過這種方法可以測(cè)量流速不穩(wěn)定流體的變化速度值，但是這種方法計(jì)算過程較為復(fù)雜，且在計(jì)算速度具有瞬時(shí)負(fù)值的機(jī)器魚時(shí)也并不適用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)背景技術(shù)中提到的目前測(cè)量裝置在測(cè)量精度以及測(cè)量方法復(fù)雜度方面存在的問題，本發(fā)明提出了一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)及其方法。一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括電源模塊、信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)通訊模塊和信號(hào)顯示模塊；所述信號(hào)通訊模塊包括第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊；其中，所述信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和第一無線通訊模塊順次連接；所述電源模塊分別與所述信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和第一無線通訊模塊連接，用于提供電能；所述第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊通過無線信號(hào)連接；所述第二無線通訊模塊與所述信號(hào)顯示模塊連接。所述的信號(hào)測(cè)量模塊包括彈性元件、預(yù)調(diào)平衡電路和惠斯登電橋；所述惠斯登電橋包括兩個(gè)電阻應(yīng)變片和兩個(gè)無感標(biāo)準(zhǔn)電阻；所述彈性元件由彈性樹脂構(gòu)成，呈薄片狀，用于放大迎流阻力；所述兩個(gè)應(yīng)變電阻分別對(duì)稱粘貼在彈性元件的兩側(cè)，用于測(cè)量彈性元件的應(yīng)變；所述預(yù)調(diào)平衡電路包括第一預(yù)調(diào)平衡電阻和第二預(yù)調(diào)平衡電阻，用于保證惠斯登電橋平衡時(shí)的輸出電壓為零。所述的信號(hào)放大模塊包括若干個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鳎糜趯⑿盘?hào)測(cè)量模塊輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大和濾波。所述信號(hào)處理模塊包括單片機(jī)和若干個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器；所述若干個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器分別與所述單片機(jī)和若干個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鬟B接；所述單片機(jī)與所述第一無線通訊模塊連接；所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將經(jīng)信號(hào)放大模塊處理后的電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理；所述單片機(jī)用于選取需要讀取的電壓值，并通過第一無線通訊模塊發(fā)送給第二無線通訊模塊。所述的信號(hào)顯示模塊包括串口線、串口調(diào)試助手和計(jì)算機(jī)；所述串口線用于將接收到的電壓信號(hào)通過傳輸至計(jì)算機(jī)中；所述串口助手用于存儲(chǔ)和顯示。所述信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、電源模塊和第一無線通訊模塊安裝于仿生機(jī)器魚內(nèi)部；所述信號(hào)測(cè)量模塊垂直迎流方向安裝于仿生機(jī)器魚頭部上方；所述第二無線通訊模塊和信號(hào)顯示模塊安裝在地面控制臺(tái)上。一種應(yīng)變式仿生機(jī)器魚游速測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括步驟步驟1:根據(jù)仿生機(jī)器魚游動(dòng)過程中會(huì)受到水的阻力，使固定于魚體頭部上方的彈性元件發(fā)生形變，進(jìn)而得到仿生機(jī)器魚游速與電阻應(yīng)變片中心應(yīng)變之間的關(guān)系；步驟2 :通過惠斯登電橋的輸出電壓值與電阻應(yīng)變片之間的關(guān)系，再根據(jù)電阻應(yīng)變片的應(yīng)變與電阻應(yīng)變率之間的關(guān)系，得到電阻應(yīng)變片應(yīng)變中心所產(chǎn)生的應(yīng)變與惠斯登電橋的輸出電壓值之間的關(guān)系，最終得到仿生機(jī)器魚游速與惠斯登電橋的輸出電壓值之間的關(guān)系;步驟3 :將惠斯登電橋輸出的電壓信號(hào)通過信號(hào)放大模塊進(jìn)行放大和濾波；并得到經(jīng)放大后的電壓信號(hào)和仿生機(jī)器魚游速之間的關(guān)系；步驟4 :將經(jīng)放大后的輸出電壓值經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換輸入至單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果選取需要讀取的電壓值，并將最終結(jié)果通過第一無線通訊模塊發(fā)送給第二無線通訊模塊；步驟5 :第二無線通訊模塊將接收到的信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)中，并在串口助手中進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。步驟I中，仿生機(jī)器魚游速與電阻應(yīng)變片中心應(yīng)變之間的關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括信號(hào)測(cè)量模塊、 信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、電源模塊、信號(hào)通訊模塊和信號(hào)顯示模塊；所述信號(hào)通訊模塊包括第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊；其中，所述信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和第一無線通訊模塊順次連接;所述電源模塊分別與所述信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和第一無線通訊模塊連接，用于提供電能；所述第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊通過無線信號(hào)連接；所述第二無線通訊模塊與所述信號(hào)顯示模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)測(cè)量模塊包括彈性元件、預(yù)調(diào)平衡電路和惠斯登電橋；所述惠斯登電橋包括兩個(gè)電阻應(yīng)變片和兩個(gè)無感標(biāo)準(zhǔn)電阻；所述彈性元件由彈性樹脂構(gòu)成，呈薄片狀，用于放大迎流阻力；所述兩個(gè)應(yīng)變電阻分別對(duì)稱粘貼在彈性元件的兩側(cè)，用于測(cè)量彈性元件的應(yīng)變；所述預(yù)調(diào)平衡電路包括第一預(yù)調(diào)平衡電阻和第二預(yù)調(diào)平衡電阻，用于保證惠斯登電橋平衡時(shí)的輸出電壓為零。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)放大模塊包括若干個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃?，用于將信?hào)測(cè)量模塊輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大和濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理模塊包括單片機(jī)和若干個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器；所述若干個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器分別與所述單片機(jī)和若干個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鬟B接；所述單片機(jī)與所述第一無線通訊模塊連接；所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將經(jīng)信號(hào)放大模塊處理后的電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理；所述單片機(jī)用于選取需要讀取的電壓值，并通過第一無線通訊模塊發(fā)送給第二無線通訊模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)顯示模塊包括串口線、串口調(diào)試助手和計(jì)算機(jī)；所述串口線用于將接收到的電壓信號(hào)通過傳輸至計(jì)算機(jī)中；所述串口助手用于存儲(chǔ)和顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、電源模塊和第一無線通訊模塊安裝于仿生機(jī)器魚內(nèi)部；所述信號(hào)測(cè)量模塊垂直迎流方向安裝于仿生機(jī)器魚頭部上方；所述第二無線通訊模塊和信號(hào)顯示模塊安裝在地面控制臺(tái)上。
7.一種應(yīng)變式仿生機(jī)器魚游速測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括步驟步驟I :根據(jù)仿生機(jī)器魚游動(dòng)過程中會(huì)受到水的阻力，使固定于魚體頭部上方的彈性元件發(fā)生形變，進(jìn)而得到仿生機(jī)器魚游速與電阻應(yīng)變片中心應(yīng)變之間的關(guān)系；步驟2:通過惠斯登電橋的輸出電壓值與電阻應(yīng)變片之間的關(guān)系，再根據(jù)電阻應(yīng)變片的應(yīng)變與電阻應(yīng)變率之間的關(guān)系，得到電阻應(yīng)變片應(yīng)變中心所產(chǎn)生的應(yīng)變與惠斯登電橋的輸出電壓值之間的關(guān)系，最終得到仿生機(jī)器魚游速與惠斯登電橋的輸出電壓值之間的關(guān)步驟3 :將惠斯登電橋輸出的電壓信號(hào)通過信號(hào)放大模塊進(jìn)行放大和濾波；并得到經(jīng)放大后的電壓信號(hào)和仿生機(jī)器魚游速之間的關(guān)系；步驟4 :將經(jīng)放大后的輸出電壓值經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換輸入至單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果選取需要讀取的電壓值，并將最終結(jié)果通過第一無線通訊模塊發(fā)送給第二無線通訊模塊；步驟5 :第二無線通訊模塊將接收到的信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)中，并在串口助手中進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)變式仿生機(jī)器魚游速測(cè)量方法，其特征在于，步驟I 中，仿生機(jī)器魚游速與電阻應(yīng)變片中心應(yīng)變之間的關(guān)系
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種應(yīng)變式仿生機(jī)器魚游速測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟2中，惠斯登電橋的輸出電壓值U ^與電阻應(yīng)變片之間的關(guān)系 rrR^Rxi Ml1 d、
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種應(yīng)變式仿生機(jī)器魚游速測(cè)量方法，其特征在于，步驟3 中，經(jīng)放大后的電壓信號(hào)和仿生機(jī)器魚游速之間的關(guān)系為
全文摘要
本發(fā)明公開了測(cè)速技術(shù)領(lǐng)域的一種適用于仿生機(jī)器魚的應(yīng)變測(cè)速系統(tǒng)及其方法。其技術(shù)方案是，所述系統(tǒng)包括電源模塊、信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)通訊模塊和信號(hào)顯示模塊；其中信號(hào)測(cè)量模塊安裝在仿生機(jī)器魚頭部上方，由彈性元件、預(yù)調(diào)平衡電路、電阻應(yīng)變片和無感標(biāo)準(zhǔn)電阻構(gòu)成的惠斯登電橋組成，仿生機(jī)器魚在游動(dòng)時(shí)會(huì)受到水的阻力作用，使固定于魚體頭部上方的彈性元件發(fā)生形變，進(jìn)而使彈性元件上的電阻應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變，通過構(gòu)建惠斯登電橋?qū)⑦@種應(yīng)變以電壓的形式進(jìn)行輸出，并通過信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊的處理以及信號(hào)通訊模塊的傳輸，最終在信號(hào)顯示模塊中進(jìn)行實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)和顯示。
文檔編號(hào)G01P3/50GK102981018SQ20121051798
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者錢殿偉, 張博雅 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)