[发明专利]一种用于水域信息采集的水域侦察机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种用于水域信息采集的水域侦察机器人，包括船体(1)和安装在船体上的驱动单元、主控单元、水域信息采集单元、能量供应单元以及无线通信单元，主控单元分别连接水域信息采集单元、无线通信单元和能量供应单元；其特征在于：所述船体(1)采用圆柱形船体结构，船体(1)直径为300~500mm，圆柱形船体厚度为200~250mm，吃水深度150~200mm，船体(1)底层由硬质材料制成；船体(1)外侧为橡胶等弹性材料，船体(1)内部由轻质致密泡沫填充；所述驱动单元为贯穿船体(1)的两个导管螺旋桨(2)，两个导管螺旋桨(2)对称安装在船体两侧，导管螺旋桨(2)的中心至船体下底面的距离为50~60mm；导管螺旋桨(2)为内设螺旋桨的导管且导管由轻质坚固材料制成，外径为80~100mm，每个导管的端口安装过滤防护网(3)，螺旋桨位于导管内部的中间位置；通过两侧驱动电机转速和转向的配合可以实现船体(1)的三种控制模式：船体（1）两侧驱动电机推动力和喷水方向相同时，向后喷水实现船体(1)直线前进，向前喷水实现船体直线后退；两侧驱动电机推动力相同而喷水方向相异时，左侧导管螺旋桨（2）向前喷水而右侧导管螺旋桨（2）向后喷水实现船体(1)水平方向逆时针零半径旋转；左侧导管螺旋桨（2）向后喷水而右侧导管螺旋桨（2）向前喷水实现船体(1)水平方向顺时针零半径旋转；前进或后退和水平方向零半径旋转这两种运动模式的配合使用可以实现船体(1)的曲线运动。

2.根据权利要求1所述的用于水域信息采集的水域侦察机器人，其特征在于：在船体(1)上方安装长方体的电路外壳(4)，电路外壳(4)下半部分内嵌于船体(1)，电路外壳(4)的顶部安装太阳能板（9），所述能量供应单元由蓄电池(5)和为蓄电池(5)充电的太阳能板（9）构成，且蓄电池(5)安装在电路外壳(4)下方的船体内；所述水域信息采集单元包括广角摄像头(7)和水声换能器(8)，所述广角摄像头(7)设在电路外壳(4)侧面，所述水声换能器(8) 设在船体(1)底部中心并用于检测洪水深度，在电路外壳(4)内密封有多层电路板(6)。

3.一种用于水域信息采集的水域侦察机器人的控制方法，其特征在于：所述水域侦察机器人依靠水流推动前进，当水域侦察机器人进入死水区时，启动导管螺旋桨(2)的驱动电机，在电子罗盘模块和流域信息的指导下对船体(1)进行控制，实现姿态调整并脱离死水区；当需要在指定水域持续信息采集时，启动驱动电机逆水流方向推动机器人，从而使机器人速度减缓以增加在指定水域的信息采集时间；当需要前往指定水域采集信息时，启动驱动电机顺水流方向推动机器人，从而使机器人加速抵达目标水域。

4.根据权利要求3所述的用于水域信息采集的水域侦察机器人的控制方法，其特征在于：所述的水域侦察机器人根据由电子罗盘模块和流域信息获得的船体(1)运动方向和采集目标方向之间的夹角，通过控制船体两侧电机的转速和转向对船体(1)水平方向进行适时调整，从而使目标方向与运动方向基本吻合。