[发明专利]水陆两栖全地形移动机器人控制系统

权利要求书

1.一种水陆两栖全地形移动机器人控制系统,包括上位机(3)、主控制器(4)、视觉系统(5)、力觉系统(6)和运动生成系统(7),其特征在于：所述上位机(3) 的以太网接口与主控制器(4)的以太网接口以网线连接；所述主控制器(4)的PXI总线接口分别与视觉系统(5)的PXI总线接口、力觉系统(6)的PXI总线接口、运动生成系统(7)的PXI总线接口以PXI总线连接；所述视觉系统(5)安装于两栖机器人机身（120）的前部，所述力觉系统(6)安装于两栖机器人机身(120)与行走机构(100)的连接处，运动生成系统(7)中的浮力控制器(71)固结于两栖机器人机身(120)上平面中，所述运动生成系统(7)中的三个电机分别联接于两栖机器人行走机构(100)的外轮(101)、太阳齿轮(1041)和中心齿轮(1042)的驱动轴。

2.根据权利要求1所述的水陆两栖全地形移动机器人控制系统，其特征在于：所述上位机(2)采用通用工控机；所述主控制器(4)采用NI PXI-8108实时嵌入式控制器；所述视觉系统(5)是一个图像采集卡(51)连接一个高性能摄像头(52)；所述力觉系统(6)是一个力传感器数据采集卡(61)连接一个六维力传感器(110)。

3.根据权利要求1、或2所述的水陆两栖全地形移动机器人控制系统，其特征在于，所述图像采集卡(51)采用NI PXIe-1435接收器；高性能摄像头(52)采用NI 1774智能摄像头；所述力传感器采集卡(61)采用NI PXI-6123多通道模拟采集卡；所述力传感器(62)采用ATI DELTA (SI-330-30)六维力传感器。

4.根据权利要求1所述的水陆两栖全地形移动机器人控制系统，其特征在于：所述运动生成系统(7)包括一个CAN总线控制器(70)、所述浮力控制器(71)和多个单模块控制单元(72)；所述CAN总线控制器(70)采用NI PXI 8531CAN总线接口卡，CAN总线控制器(70)的PXI总线接口连接于PXI总线上，CAN总线控制器(70)的CAN_H、CAN_L输出端与浮力控制器(71)和单模块控制单元(72)的CAN_H、CAN_L输出端以双绞电缆连接 。

5.根据权利要求1、或4所述的水陆两栖全地形移动机器人控制系统，其特征在于，所述浮力控制器(71)由一个浮力控制微处理器(711)、一个微型气泵(712)、一个电磁阀(713)、一个密封气缸(714)和一个气囊(715)组成；所述微型气泵(712)和电磁阀(713)固结于密封气缸(714)内部，微型气泵(712)的气体输出端(7121)通过软橡胶气管与气囊(715)的通气口一(7151)连接，微型气泵(712)的气体输入端(7122)悬空；电磁阀(713)的通气阀门(7131)通过软橡胶气管与气囊(715)的通气口二(7152)连接；微型气泵(712)和电磁阀(713)的电气输入接口与浮力控制微处理器(711)电连接；

所述浮力控制微处理器(711)采用STM32型ARM微处理器，微型气泵(712)采用DSA-1-24型直流微型气泵，电磁阀(713)采用VDM 10BA型电磁阀。

6.根据权利要求4所述的水陆两栖全地形移动机器人控制系统，其特征在于：所述单模块控制单元(72)包括外轮运动控制模块(721)、中心轮运动控制模块(722)和太阳轮运动控制模块(723)。

所述外轮运动控制模块(721)、中心轮运动控制模块(722)和太阳轮运动控制模块(723) 的结构完全相同，由运动控制器和所述电机组成。

所述运动控制器由微控制器(80)、全桥驱动电路(81)、霍尔电流传感器(82)和光电编码器(83)组成。霍尔电流传感器(82)的两个输入端串接于所述电机的两个输入端，全桥驱动电路(81)的两个输出端与所述电机的输入端连接，光电编码器(83)的输出轴与所述电机输出轴固结。

所述微处理器(80)的一个模数转换器(802)的输入端与所述霍尔电流传感器(82)的输出端连接；所述微处理器(80)的一个计数器(803)的输入端与所述光电编码器(83)的输出端连接；所述微处理器(80)中的一个PWM发生器(804)的输出端与所述全桥驱动电路(81)的输入端连接。

7. 根据权利要6所述的水陆两栖全地形移动机器人控制系统，其特征在于所述微处理器(80)采用STM32型ARM微处理器；所述全桥驱动电路(81)采用LMS18200驱动芯片。