[发明专利]一种基于矢量推进的小型四轴自治水下机器人

权利要求书

1.一种可以实现多模式稳定航行与多姿态快速调节的多自由度矢量推进的小型四轴自治水下机器人，其特征在于采用对称的四推力臂均匀布局、开链结构设计，每个推力臂有两个自由度（两个转动关节），机器人共有八个主动自由度，每个自由度都由舵机或直流电机驱动实现。 

2.根据权利要求1所述的多模式稳定航行与多姿态快速调节的多自由度矢量推进的小型四轴自治水下机器人，其特征在于单个推力臂的二自由度设计，推力臂分为内臂和外臂两部分，內臂靠近机器人形体中心，外臂远离机器人形体中心，其中内臂上的关节由直流角位移伺服电机驱动，可以实现內臂部分在垂直于转轴的平面内180°（-90°～+90°）范围内的转动；而外臂关节则由防水舵机驱动，动力系统由外臂固定，单个推力臂推力的方向可覆盖半个球面。 

3.根据权利要求1所述的多模式稳定航行与多姿态快速调节的多自由度矢量推进的小型四轴自治水下机器人，其特征在于其轴部采用双层O型圈加法兰轴承的两层防水结构，两层橡胶O型圈与轴承端盖配合作为第一层防水结构，法兰轴承（20）与套筒（2）（3）组成一个小的密封舱，且在这个密封舱内放入足量密封油，形成第二层防水结构，达到第二层防水的目的，这样在外界水压作用下，第一层防水结构中的橡胶O型圈阻止大部分水进入机器人内部，少部分进入轴内的水很难形成较大水压，那么第二层防水机构就能完全将水与机器人内部系统完全隔离。 

4.根据权利要求1、2、3所述多模式稳定航行与多姿态快速调节的多自由度矢量推进的 小型四轴自治水下机器人，其特征在于其外壳（27）的设计能够起到密封与提供主要浮力的作用，它即可保证水下机器人浮力中心与动力推进作用点距离合适，以保证机器人航行时的稳定性，又可做成流线型，使得机器人航行时的阻力尽可能小。 

5.根据权利要求1、2、3所述多模式稳定航行与多姿态快速调节的多自由度矢量推进的小型四轴自治水下机器人，其特征在于其外套筒（3）与外壳（27）配合，有利于缩短悬臂长度，提高机器人结构的稳定性和强度，并提高整个机器人系统的集成度。