[发明专利]水下飞行机器人

权利要求书

1.一种水下飞行机器人，其特征在于：

包含鱼型壳体(1)，仿生翅膀驱动模块(2)、电子模块(3)、仿生尾鳍模块(4)、以及承载所述模块的底座(6)；

所述仿生翅膀驱动模块(2)包括：一对仿生翅膀(10)，两个旋翼舵机(11)，两个连接套(12)和两个划翼舵机(13)；

所述电子模块包括(3)：单片机、无线模块、电池组、惯性导航模块；

所述仿生尾鳍模块(4)包括：一个仿生尾鳍(19)，一个尾鳍驱动装置(5)，一个尾鳍舵机(14)，尾鳍连接套(15)，曲柄(16)。

2.根据权利要求1所述的水下飞行机器人，其特征在于：

鱼型壳体(1)呈中心轴对称，并在所述鱼型壳体(1)前部两侧对称开窗，用于所述仿生翅膀(10)的安装并留有转动空间；在所述鱼型壳体(1)尾部中心线下侧开孔用于所述尾鳍驱动装置(5)的安装。

3.根据权利要求1所述的水下飞行机器人，其特征在于：

所述鱼型壳体(1)内部分为翅膀舱(9)、扩展舱(8)、尾鳍舱(7)，均固定于底座(6)之上；翅膀舱(9)位于舱体前部，安装所述仿生翅膀驱动模块(2)，负责机器人的姿态控制和全向游动；所述扩展舱(8)位于舱体中部，安装所述电子模块(3)；所述尾鳍舱(7)位于所述舱体尾部，安装所述仿生尾鳍模块(4)，提供机器人姿态和运动的辅助控制。

4.根据权利要求1所述的水下飞行机器人，其特征在于：

所述仿生翅膀驱动模块(2)具体包括左右对称的两套驱动单元，每个驱动单元包括两个金属防水舵机，分别是旋翼舵机(11)和划翼舵机(13)；旋翼舵机(11)通过连接套(12)固定于划翼舵机(13)的输出转轴，划翼舵机(13)固定于底座(6)之上。

5.根据权利要求4所述的仿生翅膀驱动模块，其特征在于：

仿生翅膀驱动模块(2)具有两个自由度，由所述旋翼舵机(11)和所述划翼舵机(13)提供，其中所述仿生翅膀(10)固定于所述旋翼舵机(11)的输出转轴，实现所述仿生翅膀(10)的旋转运动；划翼舵机(13)通过带动旋翼舵机(11)旋转从而实现所述仿生翅膀(10)的往复划动。

6.根据权利要求1所述的仿生尾鳍模块(4)，其特征在于：

包含尾鳍驱动装置(5)，实现机器人仿生尾鳍(19)的上下摆动，尾鳍驱动装置(5)包括一个空间曲柄摇杆滑块机构；所述仿生尾鳍舵机(14)通过尾鳍连接套(15)带动曲柄(16)旋转，传动轴(20)与曲柄(16)呈轴连接，传动轴(20)与连接杆(18)呈轴连接，连接杆(18)与销轴(17)固定，综上将所述尾鳍舵机(14)的旋转运动转化为所述仿生尾鳍(19)的上下摆动，提供水下机器人姿态和运动的辅助控制。

7.根据权利要求1所述的水下飞行机器人，其特征在于：

单片机为水下飞行机器人的控制系统；无线模块接收上位机的运动期望指令，通过串口发送到所述单片机，然后单片机根据相应的指令生成旋翼舵机(11)划翼舵机(13)尾鳍舵机(14)的控制信号，从而实现对水下飞行机器人的姿态和速度控制，惯性导航模块采集所述水下飞行机器人的状态信息，发送到单片机，形成控制系统的反馈回路；所述能源模块为所有电子元件供电；扩展模块统一封装于密封腔室内，安装于所述扩展舱(8)。