[發明專利]水下飛行機器人

在審

• 申請號: 202010169945.1
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111232163A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 馬思琦;姚燕安
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/14;B63H1/36
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種水下飛行機器人，其特征在于：

包含魚型殼體(1)，仿生翅膀驅動模塊(2)、電子模塊(3)、仿生尾鰭模塊(4)、以及承載所述模塊的底座(6)；

所述仿生翅膀驅動模塊(2)包括：一對仿生翅膀(10)，兩個旋翼舵機(11)，兩個連接套(12)和兩個劃翼舵機(13)；

所述電子模塊包括(3)：單片機、無線模塊、電池組、慣性導航模塊；

所述仿生尾鰭模塊(4)包括：一個仿生尾鰭(19)，一個尾鰭驅動裝置(5)，一個尾鰭舵機(14)，尾鰭連接套(15)，曲柄(16)。

2.根據權利要求1所述的水下飛行機器人，其特征在于：

魚型殼體(1)呈中心軸對稱，并在所述魚型殼體(1)前部兩側對稱開窗，用于所述仿生翅膀(10)的安裝并留有轉動空間；在所述魚型殼體(1)尾部中心線下側開孔用于所述尾鰭驅動裝置(5)的安裝。

3.根據權利要求1所述的水下飛行機器人，其特征在于：

所述魚型殼體(1)內部分為翅膀艙(9)、擴展艙(8)、尾鰭艙(7)，均固定于底座(6)之上；翅膀艙(9)位于艙體前部，安裝所述仿生翅膀驅動模塊(2)，負責機器人的姿態控制和全向游動；所述擴展艙(8)位于艙體中部，安裝所述電子模塊(3)；所述尾鰭艙(7)位于所述艙體尾部，安裝所述仿生尾鰭模塊(4)，提供機器人姿態和運動的輔助控制。

4.根據權利要求1所述的水下飛行機器人，其特征在于：

所述仿生翅膀驅動模塊(2)具體包括左右對稱的兩套驅動單元，每個驅動單元包括兩個金屬防水舵機，分別是旋翼舵機(11)和劃翼舵機(13)；旋翼舵機(11)通過連接套(12)固定于劃翼舵機(13)的輸出轉軸，劃翼舵機(13)固定于底座(6)之上。

5.根據權利要求4所述的仿生翅膀驅動模塊，其特征在于：

仿生翅膀驅動模塊(2)具有兩個自由度，由所述旋翼舵機(11)和所述劃翼舵機(13)提供，其中所述仿生翅膀(10)固定于所述旋翼舵機(11)的輸出轉軸，實現所述仿生翅膀(10)的旋轉運動；劃翼舵機(13)通過帶動旋翼舵機(11)旋轉從而實現所述仿生翅膀(10)的往復劃動。

6.根據權利要求1所述的仿生尾鰭模塊(4)，其特征在于：

包含尾鰭驅動裝置(5)，實現機器人仿生尾鰭(19)的上下擺動，尾鰭驅動裝置(5)包括一個空間曲柄搖桿滑塊機構；所述仿生尾鰭舵機(14)通過尾鰭連接套(15)帶動曲柄(16)旋轉，傳動軸(20)與曲柄(16)呈軸連接，傳動軸(20)與連接桿(18)呈軸連接，連接桿(18)與銷軸(17)固定，綜上將所述尾鰭舵機(14)的旋轉運動轉化為所述仿生尾鰭(19)的上下擺動，提供水下機器人姿態和運動的輔助控制。

7.根據權利要求1所述的水下飛行機器人，其特征在于：

單片機為水下飛行機器人的控制系統；無線模塊接收上位機的運動期望指令，通過串口發送到所述單片機，然后單片機根據相應的指令生成旋翼舵機(11)劃翼舵機(13)尾鰭舵機(14)的控制信號，從而實現對水下飛行機器人的姿態和速度控制，慣性導航模塊采集所述水下飛行機器人的狀態信息，發送到單片機，形成控制系統的反饋回路；所述能源模塊為所有電子元件供電；擴展模塊統一封裝于密封腔室內，安裝于所述擴展艙(8)。