[实用新型]一种万米自主遥控水下机器人推进控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下机器人控制领域，具体地说是一种万米自主遥控水下机器人推进控制系统。

背景技术

自主遥控水下机器人既具有AUV大面积水下探测和搜索的功能，又可以通过微细光缆像ROV一样进行实时操作控制。自主遥控水下机器人的出现可以使潜水器向着潜深更深，航行更远和更具智能化的方向发展。

现有的水下机器人推进控制系统不能应用于万米自主遥控水下机器人，主要有两方面原因，一是耐压问题，系统不能承受万米水深的压力；二是现有推进系统要么采用推进器加翼板的方式，要么采用多个推进器控制方式，而万米自主遥控水下机器人自带能源，需要简单可靠又节能的推进控制系统，现有技术不足以满足这些要求。

实用新型内容

为了解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种万米自主遥控水下机器人推进控制系统，可以应用于万米强压环境下，该系统具有良好的可移植性。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种万米自主遥控水下机器人推进控制系统，包括推进系统控制板以及与其连接的推进设备和拋载设备；

所述推进设备包括两个主推电机驱动板以及与其连接的主推电机、旋转电机驱动板以及与其连接的旋转电机；

拋载设备包括两个拋载电机；

所述推进系统控制板与旋转电机驱动板、设置于旋转电机上的旋转电位计连接，还与两个主推电机驱动板、两个拋载电机连接，并通过串口与主控计算机连接。

所述推进系统控制板包括单片机以及与其连接的串口通信电路、CAN通信电路、AD采样电路和继电器控制电路；

所述串口通信电路与旋转电机驱动板、主控计算机连接；

所述CAN通信电路与两个主推电机驱动板连接；

所述AD采样电路与旋转电位计、电流传感器和电压传感器连接；

所述继电器控制电路与电压传感器、旋转电机、两个主推电机和两个抛载电机连接。

所述旋转电机设置于水下机器人的中心，其旋转轴两端各连接一个主推电机。

所述推进系统控制板、旋转电机驱动板及主推电机驱动板浸泡于油中，各板上的晶振使用环氧封装的晶振，电解电容采用钽电容代替。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型控制板中的晶振和电容等元器件经过耐压处理，能够满足推进控制系统万米耐压要求。

2.本实用新型采用1个旋转电机加2个主推电机，使用较少的推进器即可实现机器人多个自由度的运动，方法简单，降低了功耗，可以节省电能。

3.本实用新型使用CAN总线控制两个主推电机，加上电机电源线共4根电线，减少了推进系统与电机的连线，使系统更加简单可靠。

4.本实用新型使用集成有AD转换器及CAN控制器的单片机芯片AT90CAN128，减少电路板的空间占用和电量消耗，简化控制程序，有较高性价比。

5.本实用新型采用模块化的设计思想，只要机器人系统电机驱动器支持CAN总线或者支持串口控制，均可使用此推进控制系统。

6.本实用新型设有电源的电压传感器、电流传感器，增强了控制系统的安全性与可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的推进控制系统结构图；

图2为推进控制系统接口线路连接示意图；

图3为推进控制系统控制电路板组成示意图；

图4(a)～4(e)为推进控制系统推进方式示意图；

其中，4(a)前进运动时的俯视图；4(b)旋转运动时的俯视图；4(c)后退运动时的俯视图；4(d)上浮运动时的侧视图；4(e)下潜运动时的侧视图；

1、旋转电机，2、左主推电机，3、右主推电机，4、载体，5、旋转轴； 

图5(a)～5(b)为推进控制系统控制电路板的电流、电压传感器电路图；

5(a)为电流传感器电路图；5(b)为电压传感器电路图；

图6(a)～6(b)为推进控制系统控制电路板单片机及JTAG电路图；

6(a)为单片机电路图；6(b)为JTAG电路图；

图7(a)～7(b)为推进控制系统控制电路板串口通信电路图；

7(a)为串口通信电路图一；7(b)为串口通信电路图二；

图8(a)～8(b)为推进控制系统控制电路板CAN通信电路图；

8(a)为CAN通信电路图一；8(b)为CAN通信电路图二；

图9(a)～9(c)为推进控制系统控制电路板继电器控制电路；