[0030] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0031] 如图1所示，一种水上自驱摄影机器人，包括风力系统1、流速控制模块2、动力模块3、机身主体4、摄像系统5和两块脚板1‑7。相互独立的两块脚板1‑7并排设置，并通过上方的机身主体4连接在一起。
[0032] 如图2所示，风力系统包括风帆1‑1、第一连杆1‑2、第二连杆1‑11、横向导向杆1‑10、第一滑块1‑9、第二滑块1‑3、曲柄1‑4、曲柄电机1‑5、导轨1‑6、滑动桅杆和固定桅杆1‑8。
其中一块脚板1‑7上开设有滑槽。竖直设置的固定桅杆1‑8固定在滑槽的一端。竖直设置的滑动桅杆滑动连接在滑槽上，且能够在不同位置锁止。滑动桅杆的位置通过电动元件调节或手动调节。
[0033] 两根第一连杆1‑2的内端与滑动桅杆的两个不同位置分别转动连接。两个第二连杆1‑11的一端与两根第一连杆1‑2的外端分别转动连接。两个第二连杆1‑11的另一端与导轨1‑6的两端分别转动连接。水平设置的横向导向杆1‑10固定在滑动桅杆上。导轨1‑6上固定有第一滑块1‑9；第一滑块1‑9与横向导向杆1‑10沿水平方向滑动连接，使得导轨1‑6保持竖直姿态；横向导向杆1‑10的轴向垂直于滑动桅杆。第二滑块1‑3滑动连接在导轨1‑6上。曲柄1‑4的内端与滑动桅杆的中部转动连接。曲柄1‑4的外端与第二滑块1‑3转动连接。
[0034] 风帆1‑1的两侧边缘与导轨1‑6、固定桅杆1‑8分别固定。曲柄电机1‑5固定在滑动桅杆上，且输出轴与曲柄1‑4的内端固定。通过曲柄1‑4的转动，能够带动导轨1‑6沿垂直滑槽的方向水平移动，进而调整风帆1‑1的迎风角度，进而以合适的角度借助风力前行。
[0035] 如图3所示，机身主体4包括无线通信模块4‑1、电池4‑2、弧形弹性体4‑3、脚板连接座4‑4、弹簧减震器4‑5、连接杆4‑6和主干体4‑7。主干体4‑7呈圆柱状。四根连接杆4‑6的内端分别固定在主干体4‑7两侧的前后两端；连接杆4‑6包括通过弧形弹性体4‑3连接的两个杆段。弧形弹性体4‑3使得连接杆4‑6能够弯曲变形。连接杆4‑6的外端朝下设置，并通过弹簧减震器4‑5连接有脚板连接座4‑4。四个脚板连接座4‑4两两一组；两组脚板连接座4‑4与两块脚板1‑7的顶面分别连接。电池4‑2和无线通信模块4‑1均固定在主干体4‑7的背部。当水面有风浪时，弧形弹性体4‑3和弹簧减震器4‑5可以起到缓冲作用，使得相机5‑1依然能够平稳拍摄。水上自驱摄影机器人工作时，无线通信模块4‑1接收控制信号，通过电线控制电机转动，从而控制水上自驱摄影机器人的行进与转向。
[0036] 如图1、4a和4b所示，脚板1‑7的顶面开设有两段圆弧滑槽。圆弧滑槽为T形截面槽。该两段圆弧滑槽在同一圆形上。圆弧滑槽的直径等于位于同一脚板1‑7上的两个脚板连接座4‑4的中心距。脚板连接座4‑4的底部设置有圆弧滑槽配合的导向凸块7；同一脚板1‑7上的两个脚板连接座4‑4底面的导向凸块7分别滑动连接在对应脚板1‑7上的圆弧滑槽中。
[0037] 导向凸块7与对应的圆弧滑槽的端部之间连接有复位弹簧6。复位弹簧6使得导向凸块7在初始状态下处于中间位置；导向凸块7采用软磁材料，能够被磁化。圆弧滑槽的两端均固定有电磁铁8；两个电磁铁8各自通电时，能够将导向凸块7吸引向圆弧滑槽上对应的端部，从而调整脚板1‑7与脚板连接座4‑4的相对位置，进而让脚板1‑7能够相对于机身主体4呈现不同的姿态；两块脚板1‑7的姿态变化又能够改变有机溶剂滴落到水面上，脚板1‑7受推力的面积，从而达到调节机器人前进动力的作用。
[0038] 如图5所示，动力模块包括滴管3‑1、连接杆3‑2、转向连接件3‑3和转向电机3‑4。两根连接杆3‑2和两个转向连接件3‑3依次交替转动连接成平行四边形。两个转向连接件3‑3分别设置在主干体4‑7底部的两端。两个转向连接件3‑3的中部与主干体4‑7底部的两端分别构成公共轴线竖直设置的转动副。转向电机3‑4固定在主干体4‑7底部的头端，且输出轴与位于头端的转向连接件3‑3的中部固定。主体水平设置的滴管3‑1的一端与位于尾端的转向连接件3‑3的中部固定，另一端设置有朝下设置的滴头，用于在机器人的后部滴出有机试剂，从而利用马兰戈尼效应在机器人的后部形成向前流动的液体，进而推动机器人前进；转向电机3‑4的转动能够带动滴管3‑1左右摆动，从而改变有机试剂的在左右方向上的滴落位置，实现机器人的转向。有机试剂采用异丙醇，表面张力为22.6mN/m；水的表面张力大小为72.7mN/m。该两者的差异能够使得有机试剂滴落后能够以滴落点为中心，形成向外扩散液流方向，继而实现对脚板的向前推动。
[0039] 滴管3‑1的输入端与固定在主干体4‑7上的有机试剂存储罐的输出口通过流速控制模块2连接；滴管3‑1的输入端低于有机试剂存储罐的输出端，从而使得有机试剂在重力的作用下从滴管3‑1滴出。
[0040] 如图6所示，流速控制模块2包括针阀控制电机2‑1、节流阀杆2‑2、连接杆2‑3、摇杆2‑4和阀体。阀体内设置有试剂流道。节流阀杆2‑2的底端从上向下伸入试剂流道内；通过调节节流阀杆2‑2的高度能够改变试剂流道的通流面积，进而改变滴管3‑1的滴出速度。针阀控制电机2‑1固定在主干体4‑7上；针阀控制电机2‑1的输出轴与摇杆2‑4的内端固定；连接杆2‑3的一端与摇杆2‑4的外端转动连接；连接杆2‑3的另一端与节流阀杆2‑2的顶端构成球面副。节流阀杆2‑2在针阀控制电机2‑1的带动下，会沿着轴线方向上下移动，从而改变阀门开口的大小，进行流量控制。
[0041] 如图7和8所示，摄像系统安装在主干体4‑7的头端，其包括相机5‑1、X轴电机安装台5‑2、Z轴电机安装台5‑3、X轴电机5‑4和Z轴电机5‑5。相机5‑1安装在X轴电机安装台5‑2上，X轴电机5‑4驱动相机5‑1绕水平轴线转动。X轴电机安装台5‑2安装在Z轴电机安装台5‑3上；Z轴电机5‑5安装在Z轴电机安装台5‑3上，用于驱动X轴电机安装台5‑2绕竖直轴线转动。Z轴电机安装台5‑3固定在主干体4‑7的头端。
[0042] 该水上自驱摄影机器人的使用方法具体如下：
[0043] 步骤一、把水上自驱摄影机器人放入需要观察的水域，使用者通过上位机与无线通信模块4‑1进行无线通信，控制转向电机3‑4、针阀控制电机2‑1、摄像系统和风帆1‑1。
[0044] 步骤二、根据风向，控制风帆1‑1的迎风角度，调整到最合适的角度，使水上自驱摄影机器人到达目标观察水域。
[0045] 步骤三、到达目标水域后，通过控制流速控制模块和动力模块来实现水上自驱摄影机器人位置和角度的微调。具体来讲，针阀控制电机2‑1控制节流阀杆开2‑2启阀门，异丙醇滴入水上自驱摄影机器人后方的水面，这一部分水体表面张力被改变，和周围的水体形成梯度，周围的水涌向梯度减小的方向，从而推动水上自驱摄影机器人前行；转向电机3‑4控制滴管3‑1的偏转角度，从而调整水上自驱摄影机器人的前进方向。
[0046] 步骤四、相机5‑1开始对周围生物进行拍摄。
