[发明专利]载人潜水器人机交互控制装置

说明书

本发明涉及载人潜水器人机交互控制装置，包括操作面板以及与其连接的采集与传输单元；所述采集与传输单元包括控制器电路板和信号采集模块；所述控制器电路板、信号采集模块均连接于操作面板和主控单元之间；所述信号采集模块，用于将来自操作面板的设备控制信号通过以太网发送至主控单元；本发明体积紧凑。硬件设备采用一体化结构设计，集成度大幅提高，减少了设备间信号线连接，从而进一步减少了空间占用。可靠性高。通过总线式通信，提高了信号传输可靠性，通信机理简单可靠，整个装置能够持续稳定工作。扩展性强。可采用级联方式进行人机交互界面的扩展，方便系统设计的快速重构。结构简单。

技术领域

本发明专利涉及一种载人潜水器人机交互控制装置，具体地说是利用嵌入式控制器、数据采集模块、操作面板、驱动放大器、串行通信模块等实现载人潜水器人机交互的控制装置。

背景技术

载人潜水器是由潜航员驾驶，搭乘科学家或工程人员进行深海科考，勘探等工作，由于潜水器与母船之间无电缆连接，所以潜水器可进行自由运动。潜航员进行潜水器操控时，主要通过操纵杆模块进行潜水器运动控制，通过人机交互操作面板模块进行设备控制，通过故障指示模块进行潜水器故障监控。传统的交互面板模块通常由控制开关和状态指示灯及数据采集模块等组成，面板输出信号由数据采集模块进行采集，通过数据采集模块可将控制信号传输至主控单元进行综合处理，同时数据采集模块可向操作面板输出指示信号。

上述传统人机交互控制装置存在一定的弊端，载人潜水器的操作面板输出信号数量较多，而且每个控制量都要对应一个状态指示灯，上述信号都需要通过导线连接至数据采集模块，从而导致装置内信号线数量众多，增加维护工作量及占用舱内空间。其次，由于操作面板输出信号线较多，数据采集模块数量和体积也会增加，从而降低装置的可靠性、可维性及空间使用率。随着载人潜水器不断挑战海洋下潜深度，载人舱球壳体积需要进一步缩小以适应增大的水下压力，因此缩小载人舱内设备体积，提升空间利用率显得尤为重要。所以有必要设计一种体积小巧、控制效率高、维护方便、稳定可靠的人机交互控制装置。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出了一种应用于载人潜水器，空间占用较小、控制效率高、运行稳定可靠、维护简单的人机交互控制装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：载人潜水器人机交互控制装置，包括操作面板以及与其连接的采集与传输单元；

所述采集与传输单元包括控制器电路板和信号采集模块；所述控制器电路板、信号采集模块均连接于操作面板和主控单元之间；

所述信号采集模块，用于将来自操作面板的设备控制信号通过以太网发送至主控单元；

所述控制器电路板，用于将来自操作面板的应急抛载信号通过串行通信总线发送至主控单元；并将来自主控单元的指令反馈至操作面板。

所述操作面板设有状态指示灯和多个操作开关。

所述信号采集模块的输入端与操作开关连接，输出端通过以太网与主控单元连接。

所述控制器电路板设有上行通信单元和下行通信单元；

上行通信单元，包括顺序连接的第一嵌入式采集模块和第一串行通信模块；所述第一嵌入式采集模块与操作面板连接，第一串行通信模块通过串口与主控单元连接；

下行通信单元，包括顺序连接的第二串行通信模块、第二嵌入式采集模块和驱动放大模块；所述驱动放大模块与操作面板连接，第二串行通信模块通过串行通信总线与主控单元连接。

所述第一嵌入式采集模块与操作开关连接。

所述信号采集模块与第一嵌入式采集模块连接不同的操作开关。

载人潜水器人机交互控制方法，包括以下步骤：