[发明专利]一种用于水面无人艇的自动/手动控制信号切换电路

说明书

本发明公开了一种用于水面无人艇的自动/手动控制信号切换电路，其主要目的在于解决远处无人艇的自动和手动控制信号的人为自由切换问题，保证了在自动驾驶控制失效的情况下，可以人为接管推进器的控制信号，实现手动操作无人艇的目的。所述的电路包括电平转换单元、逻辑处理单元和逻辑电平触发开关三个部分。本地电台等外部设备输出的数字信号经电平转换单元后变换成电路可识别的LVTTL逻辑信号，逻辑处理单元接收到该信号后立即做出对应的电平变换响应并保持，以触发和保持后路电平触发开关的通断。本发明所公开的控制信号切换电路，结构简单，成本低，体积小，易操作，因避免使用单片机等可编程控制单元切换信号，大大提高了电路切换效率和稳定性。

技术领域

本发明属于水面无人艇电路设计领域，具体涉及一种用于水面无人艇的自动/手动控制信号切换电路。

背景技术

随着社会的发展和科学技术的不断进步，无人化、智能化和信息化武器系统已经成为现代武器装备的一种发展趋势。水面无人艇是一种具有自主导航、自主避障和自主探测等功能的特殊水面无人平台，具有较强的海洋适应性、较大的作业半径、良好的隐身性、高航速、大续航力、经济性好、体积小、吃水小、无人化、智能化等优点，无论是在军用上的隐蔽侦察、探测水雷，还是民用上的海洋测绘、水文调查等，水面无人艇都具有广泛的应用价值和市场需求。

搭载了多种传感器的水面无人艇，具有很强的自主作业能力，软件算法是实现无人艇自主性的关键，特别是在高机动性的情况下，控制程序的可靠性显得十分重要。但是在高频电磁信号等外部环境中，主控芯片很可能出现程序跑飞的情况，以及程序本身的漏洞隐患导致的系统可靠性下降等问题，都可能会对无人艇的失控进而造成不可挽回的损失。在发现问题时如果能够及时人为接入，切断自动控制系统的信号输入，让人为操作的远程遥控器接管对推进器的控制，则能避免因无人艇失控造成的潜在损失。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种避免使用单片机等可编程控制单元的信号切换电路，可用于水面无人艇的自动/手动控制信号切换。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于水面无人艇的自动/手动控制信号切换电路，所述的电路包括电平转换单元、逻辑处理单元和逻辑电平触发开关三个部分。本地电台等外部设备输出的数字信号经电平转换单元后变换成电路可识别的LVTTL逻辑信号，逻辑处理单元接收到该信号后立即做出对应的电平变换响应并保持，以触发和保持后路电平触发开关的通断。

进一步的，所述的电平转换单元包括但不仅限于“RS232-LVTTL”、“RS485-LVTTL”和“RS422-LVTTL”等可将输入信号转换成LVTTL信号的电平转换电路。

进一步的，所述的逻辑处理单元包括异或置位芯片、锁存器芯片和初始置位电路三个部分。在上电后的短暂时间内，初始置位电路对异或置位芯片和锁存器芯片进行逻辑初始化，初始化结束后，在异或置位芯片和锁存器芯片的耦合作用下，逻辑处理单元保持固定电平信号输出，直到从电平转换单元获取到有效信号后，才会做出相应的电平变换。

进一步的，所述的初始置位电路为2个，每个初始置位电路由一个P沟道场效应管、三个电阻和一个电容组成。以Q11场效应管所属的初始置位电路为例，Q11的源极接高电平，偏置电阻R21连通Q11的源极和栅极，旁路电容C1连接Q11的源极和地，限流电阻R23从Q11的漏极连接至地，限流电阻R22连接Q11的漏极并将电平信号输出至异或置位芯片和锁存器芯片。

进一步的，所述的初始置位电路中，场效应管Q12所属的初始置位电路还包括电阻R25、R26、R27和电容C2，其结构与Q11所属的初始置位电路结构相同。

进一步的，所述的异或置位芯片为两路输入、单路输出的集成芯片。

进一步的，所述的锁存器芯片为单路D型锁存器。