[發明專利]一種用于檢測與作業的水下機器人控制系統

在審

• 申請號: 201610901149.6
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN107953350A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 梁凇;曾慶軍;張光義;戴曉強;趙強;朱春磊;徐鵬程
• 申請（專利權）人: 江蘇舾普泰克自動化科技有限公司;江蘇科技大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J9/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種用于檢測與作業的水下機器人控制系統，其特征在于，包括水面控制系統、水下控制系統，所述水面控制系統放置在岸邊或者母船上，水下控制系統安裝在水下檢測與作業機器人上；所述水面控制系統包括水面控制臺、水面通信收發器、臍帶纜、VR眼鏡，所述水面控制臺與水面通信收發器相連，所述VR眼鏡與水面控制臺相連，所述水面通信收發器與臍帶纜相連；所述水下系統包括水下通信收發器、ARM9主控制器、ARM-M0從控制器、水下供電模塊、電源安全檢測模塊、漏水檢測模塊、一號低壓電源、通信模塊、二號低壓電源、下載口、云臺攝像頭、傳感器模塊、水下燈、機械手、推進器控制模塊；所述水下通信收發器與臍帶纜相連，接收來自水面控制系統的控制信息，所述ARM9主控制器與水下通信收發器相連，所述水下供電模塊與水下通信收發器、ARM9主控制器、ARM-M0從控制器、電源安全檢測模塊、漏水檢測模塊、一號低壓電源、通信模塊、二號低壓電源、云臺攝像頭、傳感器模塊、水下燈、機械手、動力推進模塊相連，所述水下供電模塊給水下控制系統供電，推進器控制模塊接收ARM-M0從控制器的速度和方向信息，驅動螺旋槳旋轉，水下燈和機械手接收來自ARM-M0從控制器的信號，云臺攝像頭直接通過水下通信收發器接收水面控制臺的信息，電源檢測模塊和漏水檢測模塊檢測機器人內部環境信息及電源信息發送給ARM-M0從控制器，并作數據存儲，傳感器模塊采集深度、導航、姿態、聲吶數據傳輸給ARM9主控制器進行控制；所述ARM9主控制器通過ARM-M0從控制器采集水下系統各單元數據，經由水下通信收發器發送到水面控制系統。

2.根據權利要求1所述的用于檢測與作業的水下機器人控制系統，其特征在于，所述水面控制臺包括工控機、液晶屏、Arduino平臺、旋鈕、急停開關、操縱搖桿、指示燈；所述急停開關通過Arduino平臺與工控機相連，在緊急情況下按下急停開關，系統切斷電源停止控制；操縱搖桿通過Arduino平臺與工控機相連，操縱機器人前進、后退、旋轉、上浮、下潛、橫移、翻滾動作，所述旋鈕、指示燈通過Arduino平臺與工控機相連，輸入、輸出控制信息；液晶屏實時顯示在工控機上安裝的上位機軟件界面，平板電腦通過無線通信與工控機，移動訪問機器人控制信息，輔助非操作人員決策；工控機與水面通信收發器相連，進行數據收發。

3.根據權利要求1所述的用于檢測與作業的水下機器人控制系統，其特征在于，所述動力推進模塊包括I²C通信模塊、寫電機轉速模塊、讀電機轉速模塊、讀電機電壓模塊、讀電機電流模塊、讀電機溫度模塊、電機驅動模塊、左縱向電機、右縱向電機、左垂向電機、右垂向電機、側向電機；所述寫電機轉速模塊、讀電機轉速模塊、讀電機電壓模塊、讀電機電流模塊、讀電機溫度模塊通過I²C通信模塊與ARM-M0從控制器通信；所述ARM-M0從控制器發出的速度信號PWM和方向信號DIR通過寫電機轉速模塊控制電機驅動模塊，從而控制左縱向電機、右縱向電機、左垂向電機、右垂向電機、側向電機進行前進后退、轉向、上浮下潛、橫移、橫滾5個自由度的運動。

4.根據權利要求1所述的用于檢測與作業的水下機器人控制系統，其特征在于，所述電源安全檢測模塊包括三路電源使能模塊、三路電源報錯模塊、三路電源電壓檢測模塊、三路電源電流檢測模塊、三路電源溫度檢測模塊，所述三路電源使能模塊、三路電源報錯模塊、三路電源電壓檢測模塊、三路電源電流檢測模塊、三路電源溫度檢測模塊與ARM-M0從控制器相連。

5.根據權利要求1所述的用于檢測與作業的水下機器人控制系統，其特征在于，所述傳感器模塊包括慣性導航模塊、聲吶模塊、深度計模塊、導航定位模塊；所述慣性導航模塊實時采集機器人姿態信息，包括橫滾角、俯仰角、航向角，所述聲吶模塊采集水下結構物信息，所述深度計模塊采集機器人深度信息，當機器人浮在水面時用導航定位模塊確定和校正位置，所述深度計模塊、導航定位模塊、慣性導航模塊、聲吶模塊與ARM9主控制器相連，將數據傳給ARM9主控制器。