[发明专利]水下结构物检测机器人控制系统及运动控制方法

权利要求书

1.一种水下结构物检测机器人控制系统，包括水面系统、水下系统，所述水面系统放置在岸边或者母船上，水下系统安装在水下结构物检测机器人上；其特征在于，所述水面系统包括水面控制台(1)、水面通信收发器(2)、脐带缆(3)，所述水面控制台(1)与水面通信收发器(2)相连，所述水面通信收发器(2)与脐带缆(3)相连；

所述水下系统包括水下通信收发器(4)、供电单元(5)、嵌入式微控制器(6)、动力推进单元(7)、视觉照明单元(8)、运动切换单元(9)、安全保护单元(10)、传感器单元(11)；所述水下通信收发器(4)与脐带缆(3)相连，接收来自水面系统的控制信息，所述嵌入式微控制器(6)与水下通信收发器(4)相连，所述供电单元(5)、动力推进的单元(7)、控制视觉照明单元(8)、运动切换单元(9)、安全保护单元(10)、传感器单元(11)分别与嵌入式微控制器(6)相连，所述供电单元(5)给水下系统供电，动力推进单元(7)接收嵌入式微控制器(6)的速度和方向信息，驱动螺旋桨旋转，视觉照明单元(8)采集视频以及接收来自嵌入式微控制器(6)的云台和照明灯信号，运动切换单元(9)用以改变水下机器人的运动方式，安全保护单元(10)检测机器人内部环境信息发送给嵌入式微控制器(6)，并作数据存储，传感器单元(11)采集深度、导航、姿态、声呐数据传输给嵌入式微控制器(6)进行控制；所述嵌入式微控制器(6)采集水下系统各单元数据，经由水下通信收发器(4)发送到水面系统。

2.如权利要求1所述的水下结构物检测机器人控制系统，其特征在于，所述水面控制台(1)包括水面控制电脑(102)、紧急拍停开关(103)、操纵摇杆(104)、键盘鼠标(105)、液晶显示器(106)、平板电脑(107)；所述紧急拍停开关(103)与水面控制电脑(102)相连，在紧急情况下按下紧急拍停开关(103)，系统切断电源停止控制；操纵摇杆(104)与水面控制电脑(102)相连，操纵机器人前进、后退、旋转、上浮、下潜动作，键盘鼠标(105)与水面控制电脑(102)相连，输入控制信息；液晶显示器(106)实时显示水面控制电脑(102)安装的上位机软件界面，平板电脑(107)通过无线通信与水面控制电脑(102)连接，移动访问机器人控制信息，辅助非操作人员决策；水面控制电脑(102)与水面通信收发器(2)相连，进行数据收发。

3.如权利要求1所述的水下结构物检测机器人控制系统，其特征在于，所述动力推进单元(7)包括光电隔离模块(701)、电机驱动模块(702)、吸附推进器电机(703)、首部垂向电机(704)、尾部垂向电机(705)、左侧纵向电机(706)、右侧纵向电机(707)、吸附螺旋桨(708)、首部垂向螺旋桨(709)、尾部垂向螺旋桨(710)、左侧纵向螺旋桨(711)、左主动车轮(712)、右侧纵向螺旋桨(713)、右主动车轮(714)；所述光电隔离模块(701)的输出端接电机驱动模块(702)的输入端，电机驱动模块(702)的输出端接吸附推进器电机(703)、首部垂向电机(704)、尾部垂向电机(705)、左侧纵向电机(706)、右侧纵向电机(707)，所述吸附推进器电机(703)驱动吸附螺旋桨(708)，所述首部垂向电机(704)驱动首部垂向螺旋桨(709)，所述尾部垂向电机(705)驱动尾部垂向螺旋桨(710)，所述左侧纵向电机(706)驱动左侧纵向螺旋桨(711)、左主动车轮(712)，所述右侧纵向电机(707)驱动右侧纵向螺旋桨(713)、右主动车轮(714)；所述嵌入式微控制器(6)发出的速度信号PWM和方向信号DIR，通过光电隔离模块(701)进行信号隔离，将隔离后的信号传给电机驱动模块(702)，电机驱动模块(702)输出端控制吸附推进器电机(703)、首部垂向电机(704)、尾部垂向电机(705)、左侧纵向电机(706)、右侧纵向电机(707)的速度和方向来控制吸附螺旋桨(708)、首部垂向螺旋桨(709)、尾部垂向螺旋桨(710)、左侧纵向螺旋桨(711)、左主动车轮(712)、右侧纵向螺旋桨(713)、右主动车轮(714)的旋转。