[发明专利]一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台

权利要求书

1.一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，包括用户通信模块和水下机器人，其特征在于，所述用户通信模块包括计算机设备、中继器和用户终端，用户终端包括操控器和手机，计算机设备通过中继器实现对水下机器人运动控制、底层程序的下载和水下机器人所搭载摄像头组件、各类传感器信息的获取；水下机器人为模块化拼装式结构，水下机器人包括机器人主机、连接组件、动力模块和感知模块，动力模块和感知模块均与机器人主机可拆连接，动力模块包括若干防水电机推进器，感知模块包括防水LED探照灯、防水摄像头组件、防水红外传感器和其他外部部件；水下机器人通过零浮力线缆与中继器有线联通，水下机器人上设置有与零浮力线缆连接的防水接头。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，其特征在于，所述水下机器人动力模块主要分为两层，应用层和动力适配层，应用层是保证无论设备配置成何种推进方式，推进器如何摆放，都不影响应用层对设备的控制；动力适配层则是对不同拼接方式进行运动学适配，使上层控制保持统一；动力适配层的适配方式为:

步骤一：根据需要拼装好动力模块；机器人本体上所有接口ID按方向依次排布，拼装好动力模块后依次接入机器人本体，安装好后设备开机，此时仿真本体设备会发现推进器连接情况；

步骤二：根据实际建立的运动学模型，建立六自由度矢量推力矩阵，矢量矩阵输入为六自由度推进器对应ID，矢量矩阵输出为各个推进器推力。

3.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，其特征在于，所述连接组件包括双向连接杆、单向连接杆和L型连接件，机器人主机的上下和前后两侧均通过螺栓与双向连接杆连接，单向连接杆与双向连接杆通过螺栓螺母进行连接，L型连接件与双向连接杆和单向连接杆均通过螺栓螺母进行连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，其特征在于，所述双向连接杆、单向连接杆和L型连接件上开设的孔间距和大小一致，且均为双排孔设计。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，其特征在于，所述机器人主机上设置有防水霍尔开关、防水充电接口、防水压力传感器、推进器防水插座、摄像头组件防水插座、探照灯防水插座、零浮力线缆防水插座、红外传感器防水插座和若干备用防水插座；水下机器人主机包括下舱体、上舱体以及设置在下舱体和上舱体内部的主板、电池固定架、电池组件，上舱体与下舱体之间通过螺钉螺母连接，上舱体与下舱体连接端面设置有舱体橡胶密封圈，水下机器人主机由上舱体与下舱体之间通过螺钉螺母连接并压紧端面的舱体橡胶密封圈形成密闭的主机舱体。

6.根据权利要求5所述的一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，其特征在于，所述下舱体的内部设置有螺钉安装孔，主板通过螺钉与舱内预留的安装孔螺钉连接，推进器防水插座、摄像头组件防水插座、探照灯防水插座、零浮力线缆防水插座、红外传感器防水插座和若干备用防水插座均与下舱体的端面通过螺纹密封连接，且连接处设置有密封圈，所有防水插座均与主板电性连接；下舱体内设置有电池组件限位槽，电池组件安装在电池组件限位槽中，电池固定架固定在电池组件的上方将电池组件压紧。

7.根据权利要求6所述的一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，其特征在于，所述防水霍尔开关安装在上舱体上并通过螺纹密封连接，连接处设置有密封圈，防水霍尔开关与主板电性连接；防水压力传感器安装在下舱体上并通过螺纹密封连接，连接处设置有密封圈，防水压力传感器与主板电性连接；防水充电接口安装在下舱体上并通过螺纹密封连接，连接处设置有密封圈，防水充电接口与电池组件电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于水下机器人教育和水下科学研究的平台，其特征在于，所述主板上设置有ATmega主控芯片、六个电机控制电调、WIFI模块、蓝牙模块、温湿度传感器、电子罗盘、惯导模块、GPS模块，实时获取整机在区域水下的位置、深度、俯仰角、机体左右倾斜角、运动方向、运动速度以及加速度。