本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)，尤其涉及一種壓電驅(qū)動(dòng)的水上機(jī)器人。

背景技術(shù)：

水上機(jī)器人通過(guò)安裝攝像頭、氣體或化學(xué)等傳感器，可以完成水面?zhèn)商娇辈?、水質(zhì)監(jiān)測(cè)以及液面清污等工作，但水上機(jī)器人獨(dú)特的作業(yè)環(huán)境和運(yùn)動(dòng)模式要求它只能有很小的自重和體重，因此結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜，所以研制非常困難。目前研制的水面機(jī)器人主要有仿水黽機(jī)器人，這類機(jī)器人利用水的表面張力在水面上站立和行走，但此類機(jī)器人研制非常困難，成本很高。還有一類水上機(jī)器人使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)由于轉(zhuǎn)速高，還需要增加減速機(jī)構(gòu)來(lái)降低速度，增加了結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。但是目前已有的水上機(jī)器人普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、移動(dòng)不夠靈活、無(wú)轉(zhuǎn)向和調(diào)速功能等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、移動(dòng)靈活的特點(diǎn)，且有快速調(diào)速的功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種壓電驅(qū)動(dòng)的水上機(jī)器人，包括第一機(jī)體、第二機(jī)體、第三機(jī)體、第一葉片、第二葉片、第一螺栓、第二螺栓和信號(hào)發(fā)生器；所述第一機(jī)體和第二機(jī)體之間通過(guò)第一螺栓相連，且兩者之間還設(shè)有兩個(gè)第一葉片；所述第二機(jī)體和第三機(jī)體之間通過(guò)第二螺栓相連，且兩者之間還設(shè)有兩個(gè)第二葉片；所述第一葉片和第二葉片的結(jié)構(gòu)相同，兩者均由粘貼在一起的壓電陶瓷片和基板構(gòu)成；所述第一機(jī)體和第三機(jī)體內(nèi)設(shè)有信號(hào)發(fā)生器，用于將正弦交變電壓分別施加到第一葉片和第二葉片上。

優(yōu)選的，所述第一機(jī)體、第二機(jī)體和第三機(jī)體采用防水塑料制成。

優(yōu)選的，所述兩個(gè)第一葉片分布在第一機(jī)體和第二機(jī)體的兩側(cè)；所述兩個(gè)第二葉片分布在第二機(jī)體和第三機(jī)體的兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述基板采用T形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述壓電陶瓷片和基板外表面涂有防水塑料。

由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明方案的壓電驅(qū)動(dòng)的水上機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低、移動(dòng)靈活的特點(diǎn)，且有快速轉(zhuǎn)向和調(diào)速的功能，滿足了使用需求，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為第一葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為第一葉片的一階彎振的振型圖；

其中：1、第一機(jī)體；2、第二機(jī)體；3、第三機(jī)體；4、第一葉片；5、第一螺栓；6、第二螺栓；7、第二葉片；8、壓電陶瓷片；9、基材。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如附圖1所示的本發(fā)明所述的一種壓電驅(qū)動(dòng)的水上機(jī)器人，包括第一機(jī)體1、第二機(jī)體2、第三機(jī)體3、第一葉片4、第二葉片7、第一螺栓5、第二螺栓6和信號(hào)發(fā)生器；所述第一機(jī)體1和第二機(jī)體2之間通過(guò)第一螺栓5相連，且兩者之間還設(shè)有兩個(gè)第一葉片4；所述第二機(jī)體2和第三機(jī)體3之間通過(guò)第二螺栓6相連，且兩者之間還設(shè)有兩個(gè)第二葉片7；所述第一葉片4和第二葉片7的結(jié)構(gòu)相同，兩者均由粘貼在一起的壓電陶瓷片8和基板9構(gòu)成；所述第一機(jī)體1和第三機(jī)體3內(nèi)均設(shè)有信號(hào)發(fā)生器，用于將正弦交變電壓分別施加到第一葉片4和第二葉片7上；所述第一機(jī)體1、第二機(jī)體2和第三機(jī)體3采用防水塑料制成；所述兩個(gè)第一葉片4分布在第一機(jī)體1和第二機(jī)體2的兩側(cè)；所述兩個(gè)第二葉片7分布在第二機(jī)體2和第三機(jī)體3的兩側(cè)；所述基板9采用T形結(jié)構(gòu)；所述壓電陶瓷片8和基板9外表面涂有防水塑料。

第一葉片和第二葉片的結(jié)構(gòu)完全相同，第一葉片的結(jié)構(gòu)如附圖2所示，其包括壓電陶瓷片和基板，基板使用薄的不銹鋼片制成，壓電陶瓷片和基板外表面涂上薄層防水塑料，其中基板采用T形結(jié)構(gòu)，增大與水的接觸面積，從而提高驅(qū)動(dòng)力。

工作原理如下所述：當(dāng)本發(fā)明在工作時(shí)，由于機(jī)體密度比水小，漂浮在水面上，第一葉片和第二葉片位于水下，第一機(jī)體和第三機(jī)體上的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一定頻率的相同輻值的半波正弦交變電壓，然后分別施加在第一葉片和第二葉片的壓電陶瓷片上，該半波正弦交變電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)與壓電陶瓷片的極化方向相反，壓電陶瓷片產(chǎn)生收縮，當(dāng)該交變電壓的頻率與第一葉片以及第二葉片的一階彎振頻率接近時(shí)，可激起第一葉片和第二葉片的一階彎振，附圖3所示為第一葉片的一階彎振的振型圖，顯示了第一葉片變形前和變形后的狀態(tài)，產(chǎn)生附圖3所示的向壓電陶瓷片一側(cè)的彎曲；第一葉片和第二葉片的狀態(tài)一致，當(dāng)?shù)谝蝗~片和第二葉片在水中持續(xù)高頻向壓電陶瓷片一側(cè)彎曲擺動(dòng)時(shí)，可使本發(fā)明向前行運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)改變第一機(jī)體和第二機(jī)體中的半波正弦交變電壓施加在壓電陶瓷片上的電場(chǎng)方向時(shí)，該半波正弦交變電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)與壓電陶瓷片的極化方向一致，壓電陶瓷片會(huì)產(chǎn)生伸張，第一葉片和第二葉片會(huì)產(chǎn)生向壓電陶瓷片另一側(cè)的彎曲，可使本發(fā)明往相反的方向運(yùn)動(dòng)。

通過(guò)控制第一葉片和第二葉片的彎曲擺動(dòng)方向，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的前進(jìn)后退。當(dāng)需要調(diào)速時(shí)，只需要改變信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的一定頻率的半波正弦交變電壓的幅值即可，幅值增大時(shí)，第一葉片和第二葉片彎曲擺動(dòng)的幅度相應(yīng)增大，本發(fā)明的行駛速度便會(huì)加快。

本發(fā)明的壓電驅(qū)動(dòng)的水上機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低、移動(dòng)靈活的特點(diǎn)，且有快速調(diào)速的功能，滿足了使用需求，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。