[发明专利]一种带有变角度螺旋桨的球形水底移动机器人

权利要求书

1.一种带有变角度螺旋桨的球形水底移动机器人，其特征在于，包括左球冠、中间主球体和右球冠；所述左球冠、中间主球体和右球冠连接并形成机器人球体；所述机器人球体内设置有驱动机构，包括：左侧变角度螺旋桨驱动机构、中心两自由度重摆驱动机构和右侧变角度螺旋桨驱动机构；所述左侧变角度螺旋桨驱动机构及右侧变角度螺旋桨驱动机构分别用于驱动左球冠、右球冠旋转，改变左螺旋桨推力角度或右螺旋桨推力角度，提供一部分水底移动的动力；中心两自由度重摆驱动机构用于根据重摆驱动球壳滚动，依靠水底摩擦力提供另一部分水底移动的动力，所述中心两自由度重摆驱动机构和左侧变角度螺旋桨驱动机构及右侧变角度螺旋桨驱动机构通过配合实现混合驱动。

2.根据权利要求1所述的一种带有变角度螺旋桨的球形水底移动机器人，其特征在于，所述机器人的左侧变角度螺旋桨驱动机构包括左球冠、左螺旋桨、左球冠电机和左支架，左球冠有第一导管前后贯穿，左螺旋桨安装在第一导管中心，左球冠的转轴的端部装有第一齿轮，第一齿轮与左球冠电机输出轴端部齿轮啮合，左球冠电机固定安装在左支架上面，在左球冠电机的驱动下，左球冠可以沿着转轴的中心线相对主球体转动，进而改变左螺旋桨的角度；

所述机器人的右侧变角度螺旋桨驱动机构包括右球冠、右螺旋桨、右球冠电机和右支架，右球冠有第二导管前后贯穿，右螺旋桨安装在第二导管中心，右球冠的转轴的端部装有第二齿轮，第二齿轮与右球冠电机输出轴端部齿轮啮合，右球冠电机固定安装在右支架上面，在右球冠电机的驱动下，右球冠可以沿着转轴的中心线相对主球体转动，进而改变右螺旋桨的角度。

3.根据权利要求2所述的一种球形水底移动机器人，其特征在于，所述机器人中心两自由度重摆驱动机构主要包括：横轴、摆块、前摆电机和侧摆电机，所述横轴的两端分别与左支架和右支架的中心孔相连接，横轴上有第三齿轮与前摆电机输出轴端部齿轮啮合，摆块位于横轴的下面，摆块转动轴与横轴的转动轴相互垂直，摆块转动轴上的第四齿轮与横轴上的侧摆电机输出轴端部齿轮啮合，在前摆电机的驱动下，摆块可以前后摆动，在侧摆电机的驱动下摆块可以左右摆动。

4.根据权利要求3所述的一种带有变角度螺旋桨的球形水底移动机器人，其特征在于，所述机器人总体受到的重力大于所受浮力，机器人球壳与水底接触，在前摆电机的驱动下，摆块向前摆动，中间主球体部分受到反作用力矩会发生转动，球壳与水底产生摩擦力，牵引机器人在水底以滚动方式移动，在侧摆电机的驱动下，摆块左右摆动，用于改变摩擦力方向，实现机器人转向，在左球冠电机和右球冠电机的驱动下，左球冠和右球冠转动，调整左螺旋桨和右螺旋桨的推力方向与机器人期望的运动方向相同。