[发明专利]一种水下机器人及其方法

权利要求书

1.一种水下机器人，其特征在于：包括承载平台(39)、底座支架(40)、摆动底座(15)、旋转底座(16)、摆动底座舵机(19)、转台(18)、云台摆动支架(24)、水压传感器(38)、水压传感器支架(26)和云台(36)；

两对称分布的所述底座支架(40)垂直安装于所述承载平台(39)台面；所述摆动底座(15)可转动支撑于两所述底座支架(40)之间；水平设置的所述摆动底座舵机(19)通过舵机支撑(28)安装于其中一个所述底座支架(40)上，且所述摆动底座舵机(19)与所述摆动底座(15)驱动连接，摆动底座舵机(19)可驱动摆动底座(15)沿舵机轴转动；所述旋转底座(16)垂直设置于所述摆动底座(15)台面，所述转台(18)底端可旋转设置在所述旋转底座(16)上，舵机驱动装置可驱动转台(18)整体沿旋转底座(16)旋转；所述转台(18)顶端还阻尼铰接连接有一对所述云台摆动支架(24)；所述云台(36)支撑设置于所述云台摆动支架(24)上；所述云台(36)上还设置有若干水下推进器(13)；还包括水压传感器(38)，所述水压传感器支架(26)设置于所述承载平台(39)上，所述水压传感器(38)支撑设置于所述水压传感器支架(26)中；

若干所述水下推进器(13)分别包括第一推进器(2)、第二推进器(8)、第三推进器(11)、第四推进器(5)、第五推进器(3)、第六推进器(7)、第七推进器(9)和第八推进器(6)；

所述云台(36)为方形平台结构，所述第一推进器(2)、第二推进器(8)、第三推进器(11)和第四推进器(5)分别竖向安装于所述云台(36)的四顶角处，且所述第一推进器(2)、第二推进器(8)、第三推进器(11)和第四推进器(5)的推进方向共同朝上；

所述第五推进器(3)、第六推进器(7)、第七推进器(9)和第八推进器(6)分别水平安装于所述云台的四边中点处，所述第五推进器(3)位于所述第七推进器(9)对侧，且第五推进器(3)和第七推进器(9)的推进方向相同；所述第六推进器(7)位于所述第八推进器(6)对侧，且第六推进器(7)和第八推进器(6)的推进方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种水下机器人，其特征在于：还包括主卡箍片、副卡箍片和卡箍固定座；所述水下推进器(13)为管式螺旋桨推进器，所述水下推进器(13)的主管体夹套于所述主卡箍片和所述副卡箍片之间，且所述主卡箍片和副卡箍片通过紧固螺栓夹紧所述主管体；所述主卡箍片上还设置有连接柱，所述连接柱通过卡箍固定座固定安装于所述云台(36)上。

3.根据权利要求2所述的一种水下机器人，其特征在于：所述云台的台面还平行支撑设置有相机平台(10)；所述相机平台(10)上安装有相机支架(20)和发光面板(4)；所述发光面板(4)平行设置于所述相机平台(10)上侧，且发光面板(4)的发光面朝上；

还包括摄像机本体(22)，所述摄像机本体(22)通过阻尼铰接件(21)与所述相机支架(20)阻尼铰接连接；所述摄像机本体(22)的摄像头(23)为双目摄像头。

4.根据权利要求3所述的一种水下机器人，其特征在于：所述底座支架(40)包括安装板(27.2)和支撑板(27.1)；所述安装板(27.2)与支撑板(27.1)呈L形垂直拼接，所述安装板(27.2)平行固定于所述承载平台(39)上；所述安装板(27.2)与支撑板(27.1)通过加强筋(17)固定连接；两对称安装板(27.2)平行间距设置；

所述摆动底座(15)为U形框体结构，所述摆动底座(15)两侧部可旋转支撑在两所述安装板(27.2)上，所述旋转底座(16)安装于所述摆动底座(15)的U形框底所在承载面上。

5.根据权利要求4所述的一种水下机器人，其特征在于：所述承载平台(39)底部四角处安装有砝码脚(14)，所述砝码脚(14)为金属重物砝码结构。

6.根据权利要求5所述的一种水下机器人的运行方法，其特征在于：

悬停或竖直升降方法：同时关闭第五推进器(3)、第六推进器(7)、第七推进器(9)和第八推进器(6)；启动第一推进器(2)、第二推进器(8)、第三推进器(11)和第四推进器(5)，通过控制四个推进器的推力大小来控制机器人的升降和悬停；

横向运行：需要横向运动时，先用上述方法控制机器人悬停，并且保持第一推进器(2)、第二推进器(8)、第三推进器(11)和第四推进器(5)的状态不变，然后启动第五推进器(3)和第七推进器(9)驱动机器人横向推进运动；

水平转向方法：在横向运行过程中，需要转向时，先停止第五推进器(3)和第七推进器(9)，待机器人到悬停状态后，同时缓慢启动第六推进器(7)和第八推进器(6)使机器人横向旋转预定角度然后停止第六推进器(7)和第八推进器(6)的运行，然后重新启动第五推进器(3)和第七推进器(9)；

斜向升降方法：在机器人保持上升或下降运动的同时，驱动第五推进器(3)和第七推进器(9)使机器人做斜向升降运动；

水底调整云台姿态：机器人缓慢下降至水底后，承载平台(39)下部的砝码脚(14)稳定陷入水底，此时通过各舵机控制转台(18)水平旋转和摆动底座(15)摆动来调整云台姿态，来进一步的调整摄像机的拍摄角度，同时还可以瞬间驱动第五推进器(3)和第七推进器(9)的正反转来使云台摆动支架(24)和转台(18)之间的阻尼铰接转动一定角度，用来进一步调整云台姿态。