[发明专利]一种六自由度球形水下机器人仿生眼

权利要求书

1.一种六自由度球形水下机器人仿生眼，包括上、下半球壳（1、4）、四个分流阀（2-A、2- B、2-C、2-D）、三个双向离心泵（5-A、5-B、5-C）、四个控制电机（6-A、6-B、6-C、6-D）和一个摄 像头（7），其特征在于：所述四个分流阀（2-A、2-B、2-C、2-D）与三个双向离心泵（5-A、5-B、5- C）通过两个Y形塑料导管（3-A、3-B）组合成具有12个喷水口（8）的多轴喷水系统，两两喷水 口（8）之间的配合实现6个自由度运动。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度球形水下机器人仿生眼，其特征在于：所述多轴 喷水系统的具体结构为：第一双向离心泵（5-A）输出口分别与第一第二分流阀（2-A、2-B）连 接，第二双向离心泵（5-B）输出口分别与第三第四分流阀（2-C、2-D）连接，第三双向离心泵 （5-C）与第一第二两个Y形塑料导管（3-A、3-B）连接；第一控制电机（6-A）通过小塑料挡板控 制第一分流阀（2-A)的两个喷水口,第二控制电机（6-B）通过小塑料挡板控制第二分流阀 （2-B)的两个喷水口,第二控制电机（6-C）通过小塑料挡板第三控制分流阀（2-C)的两个喷 水口,第四控制电机（6-D）通过小塑料挡板控制第四分流阀（2-D)的两个喷水口；第三双向 离心泵（5-C）的一个输出口与第一Y形塑料导管（3-A）连接实现两个喷水口喷水，第三双向 离心泵（5-C）的另外一个输出口与第二Y形塑料导管（3-B）连接实现两个喷水口喷水；每个 双向离心泵工作时，两个口中一个为进水口，一个为喷水口。

3.根据权利要求1所述的一种六自由度球形水下机器人仿生眼，其特征在于：所述第一 分流阀（2-A）、第二分流阀(2-B)、第三分流阀（2-C）、第四分流阀（2-D）与第一双向离心泵 （5-A）、第二双向离心泵（5-B）、第三双向离心泵（5-C）、第一Y形塑料导管（3-A）、Y形塑料导 管（3-B）组合成具有12个喷水口的多轴喷水系统，两两喷水口（8）之间的配合实现6个自由 度运动。

4.根据权利要求1所述的一种六自由度球形水下机器人仿生眼，其特征在于：所述上半 球壳（1）上设计有4个喷水口（8），下半球壳（4）上设计有8个喷水口（8），球壳内部对称分布， 从而使机器人仿生眼装置质心处于体积中心偏下方，上半球壳（1）中布置控制和感应装置。

5.根据权利要求1所述的一种六自由度球形水下机器人仿生眼，其特征在于：所述第一 Y形塑料导管（3-A）、第二Y形塑料导管（3-B）通过分流产生力矩，从而使六自由度球形水下 机器人仿生眼转动。

6.根据权利要求1所述的一种六自由度球形水下机器人仿生眼，其特征在于：所述六自 由度球形水下机器人仿生眼利用四个分流阀（2-A、2-B、2-C、2-D）和三个双向离心式泵（5- A、5-B、5-C）相组合，组合后可在四种切换的射流喷不同的方向，既实现了六自由度又使机 动能力所需要的泵的数目的减少，从而缩小六自由度球形机器人仿生眼的体积，四个分流 阀（2-A、2-B、2-C、2-D）允许喷水流方向快速切换，对机器人产生准确的高带宽推力。

7.根据权利要求1所述的一种六自由度球形水下机器人仿生眼，其特征在于：所述三个 相同的双向离心泵（5-A、5-B、5-C）同时只能有两个端口喷射，切换泵的方向大约需要100 ms，这和康达效应阀的转换时间相近，由于切换四个方向导致的时间延迟不会导致控制性 能明显恶化。

8.根据权利要求1所述的一种六自由度球形水下机器人仿生眼，其特征在于：所述六自 由度的球形水下机器人仿生眼控制水平方向的喷水口（8）与六自由度的球形水下机器人仿 生眼前进方向的夹角为正30度或负30度。