[发明专利]一种能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人

权利要求书

1.一种能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人，其特征在于，所述能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人包括：球体本体、转动驱动部件、移动驱动部件、控制模块及目标捕获模块；

所述球体本体，包括球形外壳和位于所述外壳内部、与所述外壳固定连接的支撑轴，所述支撑轴包括X支撑轴、Y支撑轴和Z支撑轴，且各支撑轴两两互相垂直并相交于所述球形外壳的中心；

所述转动驱动部件，位于所述外壳内部，包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；所述第一驱动器用于驱动所述X支撑轴绕自身轴线转动；所述第二驱动器用于驱动所述Y支撑轴绕自身轴线转动；所述第三驱动器用于驱动所述Z支撑轴绕自身轴线转动；

所述移动驱动部件，包括螺旋桨叶和气泵；所述螺旋桨叶，位于所述外壳外部，用于驱动球体本体前后运动和左右运动；所述气泵，位于所述外壳内部，用于调节球体本体内水与气体的比例实现球体本体的下沉和上浮；所述气泵内冲入压缩氮气；

所述螺旋桨叶和所述气泵分别位于同一支撑轴上球形外壳中心的两侧，以实现所述螺旋桨叶与所述气泵在重量上的平衡；

所述螺旋桨叶与球体外壳之间通过一个可伸缩的连杆连接；

所述控制模块，用于控制所述支撑轴转动、所述螺旋桨叶的正反转以及所述气泵的阀门开闭；

所述目标捕获模块，固定于所述外壳外部，包括摄像头、目标测量仪和材质分析仪，所述摄像头用于拍摄目标对象，所述目标测量仪用于获取目标对象的大小和形状信息，所述材质分析仪用于对所述目标对象的材质进行分析；

所述控制模块包括：

信息处理单元，用于根据预存的目标对象特征信息判断当前捕捉对象是否为目标对象得到判断结果，并根据所述判断结果向所述转动驱动部件及所述移动驱动部件发送控制指令以及处理捕获的目标对象特征信息；

通信单元，用于接收水上终端发出的信号以及向水上终端发送所述信息处理单元处理的目标对象特征信息；

蓄电池，分别与所述转动驱动部件、所述移动驱动部件、所述信息处理单元以及所述通信单元电连接，用于为所述转动驱动部件、所述移动驱动部件、所述信息处理单元以及所述通信单元供电。

2.根据权利要求1所述的能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人，其特征在于，所述第一驱动器包括：

第一惯性轮，圈套在所述X支撑轴上；

第一电机，分别与所述控制模块和所述第一惯性轮电连接，用于根据所述控制模块的指令驱动所述第一惯性轮转动；

所述第二驱动器包括：

第二惯性轮，圈套在所述Y支撑轴上；

第二电机，分别与所述控制模块、所述第二惯性轮电连接，用于根据所述控制模块的指令驱动所述第二惯性轮转动；

所述第三驱动器包括：

第三惯性轮，圈套在所述Z支撑轴上；

第三电机，分别与所述控制模块、所述第三惯性轮电连接，用于根据所述控制模块的指令驱动所述第三惯性轮转动。

3.根据权利要求1所述的能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人，其特征在于，所述控制模块安装在所述X支撑轴、所述Y支撑轴和所述Z支撑轴的交点处。

4.根据权利要求1所述的能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人，其特征在于，所述能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人还包括：目标捕获模块固定架，所述目标捕获模块固定架包括固定管和套在所述外壳外部的外环，所述固定管一端与所述外壳表面固定连接，另一端与所述外环可旋转连接，以使所述外环能够绕所述固定管旋转运动；所述目标捕获模块与所述外环可滑动连接。

5.根据权利要求4所述的能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人，其特征在于，所述目标捕获模块固定架还包括机械臂，所述机械臂通过可移动接口与外环连接，以实现沿所述外环的运动；所述目标捕获模块固定于所述机械臂上。

6.根据权利要求5所述的能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人，其特征在于，所述机械臂为可移动、可伸缩的机械臂。

7.根据权利要求1所述的能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人，其特征在于，所述能够自主实现六个自由度调整姿势的水下球形机器人还包括：

定位模块，与所述控制模块连接，用于向水上终端发送位置信息。