[发明专利]水下机器人运动控制装置

权利要求书

1.一种水下机器人运动控制装置，其特征在于，包括：机身、位置控制器、姿态控制器、主推进器、垂推进器和侧推进器，所述位置控制器分别与所述主推进器、所述垂推进器和所述侧推进器连接，且所述姿态控制器分别与所述主推进器、所述垂推进器和所述侧推进器连接；

所述主推进器、所述垂推进器和所述侧推进器均设置于所述机身上，且所述主推进器的推进方向朝向所述机身的第一方向，所述侧推进器的推进方向朝向所述机身的第二方向，所述垂推进器的推进方向朝向所述机身的第三方向，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直；

所述位置控制器用于控制所述主推进器、所述垂推进器和所述侧推进器工作，以调整所述机身的位置；所述位置控制器包括第一方向控制器，所述第一方向控制器与所述主推进器连接；

所述姿态控制器用于控制所述垂推进器和所述侧推进器工作，以调整所述机身的姿态；

所述位置控制器用于执行外环控制，所述位置控制器用于根据预设轨迹分别控制所述主推进器、所述垂推进器和所述侧推进器工作，以驱动所述机身分别在第一方向、第二方向和第三方向上运动，以实现机身的位置的调整；所述姿态控制器用于执行内环控制，所述姿态控制器用于根据预设姿态控制所述垂推进器和所述侧推进器工作，以实现姿态的调整；

所述主推进器包括第一推进器、第二推进器和第三推进器，所述第一推进器、所述第二推进器和所述第三推进器均设置于所述机身的一端，所述第一推进器、所述第二推进器和所述第三推进器呈品字形设置，且所述第一推进器、所述第二推进器和所述第三推进器的推进方向朝向所述机身的第一方向，所述第一推进器的推进方向、所述第二推进器的推进方向和所述第三推进器的推进方向相互倾斜设置，所述第一推进器的推进方向、所述第二推进器的推进方向和所述第三推进器的推进方向由所述机身内侧朝向所述机身外侧倾斜，且所述第一推进器的推进方向、所述第二推进器的推进方向和所述第三推进器的推进方向与所述第一方向之间的夹角均相等；

还包括第一方向测距声呐，所述第一方向测距声呐与所述第一方向控制器连接，所述第一方向控制器用于根据第一预设距离和所述第一方向测距声呐测量的距离数据控制所述主推进器工作；当所述第一方向测距声呐测量到前方的物体的距离数据达到第一预设距离时，所述第一方向控制器控制所述第一推进器、所述第二推进器和所述第三推进器停止工作。

2.根据权利要求1所述的水下机器人运动控制装置，其特征在于，还包括角速度传感器和航向角控制器，所述角速度传感器与所述航向角控制器连接，所述航向角控制器与所述侧推进器连接，所述航向角控制器用于根据航向角度和所述角速度传感器测量的角速度数据控制所述侧推进器工作。

3.根据权利要求1所述的水下机器人运动控制装置，其特征在于，所述位置控制器还包括第二方向控制器和第三方向控制器，所述第二方向控制器与所述侧推进器连接，所述第三方向控制器与所述垂推进器连接。

4.根据权利要求3所述的水下机器人运动控制装置，其特征在于，还包括左侧测距声呐和右侧测距声呐，所述左侧测距声呐和所述右侧测距声呐均与所述第二方向控制器连接，所述第二方向控制器用于根据左侧预设距离、右侧预设距离、所述左侧测距声呐测量的左侧距离数据和所述右侧测距声呐测量的右侧距离数据控制所述侧推进器工作。

5.根据权利要求3所述的水下机器人运动控制装置，其特征在于，还包括深度计，所述深度计和所述第三方向控制器连接，所述第三方向控制器用于根据预设深度数据和所述深度计测量的深度数据控制所述垂推进器工作。

6.根据权利要求5所述的水下机器人运动控制装置，其特征在于，还包括底部测距声呐，所述底部测距声呐和所述第三方向控制器连接，所述第三方向控制器用于根据预设高度和所述底部测距声呐测量的高度数据控制所述垂推进器工作。

7.根据权利要求1所述的水下机器人运动控制装置，其特征在于，所述侧推进器包括第四推进器和第五推进器，所述第四推进器设置于所述机身靠近所述机身的第一端的位置，所述第五推进器设置于所述机身靠近所述机身的第二端的位置。

8.根据权利要求1所述的水下机器人运动控制装置，其特征在于，所述垂推进器包括第六推进器和第七推进器，所述第六推进器设置于所述机身靠近所述机身的一侧的位置，所述第七推进器设置于所述机身靠近所述机身的另一侧的位置；所述第六推进器的推进方向与所述第三方向之间的夹角为10°～15°，所述第七推进器的推进方向与所述第三方向之间的夹角为10°～15°。