[发明专利]一种推进器联动控制的四旋翼水下机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种推进器联动控制的四旋翼水下机器人，包括电子舱、若干推进器、推进器控制装置，所述推进器控制装置与若干推进器连接，用于控制电子舱在水中的运动方向或者姿态变化，其特征在于，所述推进器控制装置包括垂直控制装置和水平控制装置，所述垂直控制装置包括一个垂直联动控制电机，所述一个垂直联动控制电机用于控制若干推进器绕Y轴转动，所述水平控制装置包括一个水平联动控制电机，所述一个水平联动控制电机用于控制若干推进器绕Z轴转动，所述若干推进器初始推力方向均沿X轴，X轴、Y轴、Z轴为空间直角坐标系中的坐标轴，其中Z轴的正方向沿重力方向向下；包括四个推进器，分别为第一推进器、第二推进器、第三推进器和第四推进器，所述垂直控制装置包括第一垂直锥齿轮箱、第二垂直锥齿轮箱、第三垂直锥齿轮箱、第一垂直蜗轮蜗杆减速器、第二垂直蜗轮蜗杆减速器、第三垂直蜗轮蜗杆减速器、第四垂直蜗轮蜗杆减速器；所述第一垂直锥齿轮箱、第二垂直锥齿轮箱、第三垂直锥齿轮箱均包括一个输入端和两个转动方向相反的输出端，所述垂直联动控制电机输出端与第一垂直锥齿轮箱输入端连接，所述第一垂直锥齿轮箱两个输出端分别与第二垂直锥齿轮箱和第三垂直锥齿轮箱的输入端连接，所述第二垂直锥齿轮箱两个输出端分别与第一垂直蜗轮蜗杆减速器和第四垂直蜗轮蜗杆减速器连接，所述第三垂直锥齿轮箱两个输出端分别与第二垂直蜗轮蜗杆减速器和第三垂直蜗轮蜗杆减速器连接，第一垂直蜗轮蜗杆减速器与第一推进器连接，第二垂直蜗轮蜗杆减速器与第二推进器连接，第三垂直蜗轮蜗杆减速器与第三推进器连接，第四垂直蜗轮蜗杆减速器与第四推进器连接，所述第一推进器和第二推进器位于电子舱同一端，当垂直联动控制电机旋转，控制推进器中轴线与X轴成锐角夹角时，存在以下几种情况：

所述第一推进器和第二推进器中轴线平行，第三推进器和第四推进器中轴线平行，第一推进器和第四推进器中轴线相交；或者所述第一垂直蜗轮蜗杆减速器与第二垂直锥齿轮箱之间设置第一行星齿轮换向器Ⅰ，所述第一行星齿轮换向器Ⅰ用于将第二垂直锥齿轮箱输出端的转动方向反向输出，第二垂直蜗轮蜗杆减速器与第三垂直锥齿轮箱之间设置第二行星齿轮换向器Ⅰ，所述第二行星齿轮换向器Ⅰ用于将第三垂直锥齿轮箱输出端的转动方向反向输出，所述第一推进器、第二推进器中、第三推进器和第四推进器中轴线平行；

或者所述第二垂直蜗轮蜗杆减速器与第三垂直锥齿轮箱之间设置第一行星齿轮换向器Ⅱ，所述第一行星齿轮换向器Ⅱ用于将第三垂直锥齿轮箱输出端的转动方向反向输出，第三垂直蜗轮蜗杆减速器与第三垂直锥齿轮箱之间设置第二行星齿轮换向器Ⅱ，所述第二行星齿轮换向器Ⅱ用于将第三垂直锥齿轮箱输出端的转动方向反向输出，所述第一推进器和第三推进器中轴线平行，第二推进器和第四推进器中轴线平行，第一推进器和第二推进器中轴线相交。

2.根据权利要求1所述的四旋翼水下机器人，其特征在于，所述第二垂直锥齿轮箱与第一推进器和第四推进器之间设置可伸缩万向联轴器，所述第三垂直锥齿轮箱与第二推进器和第三推进器之间设置可伸缩万向联轴器，所述可伸缩万向联轴器用于调节第一推进器、第二推进器、第三推进器、第四推进器与第一垂直锥齿轮箱之间的距离。

3.根据权利要求1所述的四旋翼水下机器人，其特征在于，所述水平控制装置包括第一水平锥齿轮箱、第二水平锥齿轮箱、第三水平锥齿轮箱、第一水平蜗轮蜗杆减速器、第二水平蜗轮蜗杆减速器、第三水平蜗轮蜗杆减速器、第四水平蜗轮蜗杆减速器；所述第一水平锥齿轮箱、第二水平锥齿轮箱、第三水平锥齿轮箱均包括一个输入端和两个转动方向相反的输出端，所述水平联动控制电机输出端与第一水平锥齿轮箱输入端连接，所述第一水平锥齿轮箱两个输出端分别与第二水平锥齿轮箱和第三水平锥齿轮箱的输入端连接，所述第二水平锥齿轮箱两个输出端分别与第一水平蜗轮蜗杆减速器和第四水平蜗轮蜗杆减速器连接，所述第三水平锥齿轮箱两个输出端分别与第二水平蜗轮蜗杆减速器和第三水平蜗轮蜗杆减速器连接，第一水平蜗轮蜗杆减速器与第一推进器连接，第二水平蜗轮蜗杆减速器与第二推进器连接，第三水平蜗轮蜗杆减速器与第三推进器连接，第四水平蜗轮蜗杆减速器与第四推进器连接，当水平联动控制电机旋转，控制推进器中轴线与X轴成锐角夹角时，所述第一推进器和第三推进器中轴线平行，第二推进器和第四推进器中轴线平行，第一推进器和第二推进器中轴线相交。