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申请/专利权人：浙江大学湖州研究院

摘要：本发明公开一种一体化推进装置水空机器人，包括机身、一体化推进装置、浮力调节模块、核心航行系统、能源供应系统，及机身上的水密型充电口和探测传感器；一体化推进装置安装在机身上；浮力调节模块安装在水空机器人艏部和尾部透水的空腔中；核心航行系统安装在机身内，用于计算并得到水空机器人所需的控制指令，并实时发送给所述一体化推进装置和浮力调节装置；探测传感器用于探测外部环境和探测障碍物；能源供应系统用于提供机身内各个模块、器件和设备所需的电力，通过线缆与核心航行系统、浮力调节模块和一体化推进装置连接；核心航行系统通过水密线缆分别与一体化推进装置、浮力调节模块、无线通信模块连接，实现指令发送和数据接收。

主权项：1.一种一体化推进装置水空机器人，其特征在于，包括机身、一体化推进装置、浮力调节模块、核心航行系统、能源供应系统，及机身上的水密型充电口和探测传感器；所述一体化推进装置安装在机身上；所述浮力调节模块安装在水空机器人艏部和尾部透水的空腔中，用于调节水空机器人的进水量和调节水空机器人的姿态；所述核心航行系统安装在机身内，用于计算并得到水空机器人所需的控制指令，并实时发送给所述一体化推进装置和浮力调节装置，实现水空机器人的空中航行、水下航行、从空中钻入水下和从水下升到空中的自动运动功能、机动运动功能、自动导航、自动返航、预设路径跟踪和避障路径规划功能；所述探测传感器用于探测外部环境和探测障碍物；所述能源供应系统用于提供机身内各个模块、器件和设备所需的电力，通过线缆与所述核心航行系统、浮力调节模块和一体化推进装置连接；所述核心航行系统通过水密线缆分别与一体化推进装置、浮力调节模块、无线通信模块连接，实现指令发送和数据接收；所述一体化推进装置采用密封压电射流推进装置，具有直喷单元、侧喷单元、斜喷单元三种射流驱动单元构型中的1种、2种或3种，既能在空中也可在水下工作，为水空机器人提供水下以及空中平移运动和旋转运动所需的推进动力；所述侧喷单元用来控制水平面运动，包括直线运动、旋转运动；所述斜喷单元用来控制水平面与垂直面耦合的交叉运动，包括螺旋进退、螺旋升降机动运动；每个直喷、侧喷、斜喷单元内均安装有射流产生及控制组件，用于产生射流和调节射流大小；每个一体化推进装置包含的直喷单元数量为1~3个，侧喷和斜喷单元数量分别为2~6个；所述核心航行系统包括航行控制模块、控制线缆和继电器，集成无线通信模块、卫星定位接收装置、姿态传感器、加速度传感器、测速传感器、压力计，分别用于通信、获得地理坐标和获取航行器当前航行姿态信息、加速度信息、速度信息、水下深度空中高度信息；当水空机器人将从水下升到空中时，所述航行控制模块发送升空指令，即将水空机器人从水平调节至竖直姿态，将水空机器人注入的水排空，增大直喷单元射流驱动功率，关闭侧喷单元；待所述航行控制单元通过压力计数据判断成功升空后，调节直喷单元功率，并开启侧喷单元，进入空中航行模式，所述航行控制模块进行空中航行闭环控制；空中航行模式下，所述航行控制模块实时输出控制指令，使得水空机器人自动调节航行速度、航向、飞行高度，按照预设路径自动航行到目标点或自动返航到地面回收点；当水空机器人将从空中到水下时，所述航行控制模块发送入水指令，即减小直喷单元射流驱动功率，关闭侧喷单元，在水面将水空机器人从竖直调节至水平姿态，并向水空机器人注水至达到中性浮力；待航行控制单元通过压力计数据判断成功入水后，调节直喷单元功率，并开启侧喷单元，水空机器人进入水下航行模式，所述航行控制模块实施空中航行闭环控制；水下航行模式下，所述航行控制模块实时输出控制指令，使得水空机器人自动调节航行速度、航向、航行深度，按照预设路径自动航行到目标点或自动返航至回收点等待回收；探测到水下障碍物时，所述航行控制模块实时输出避障路径规划控制指令，使得水空机器人自动躲避障碍物，再回到预设路径，自动航行到目标点或回收点。

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