[實(shí)用新型]基于微波通信技術(shù)的海洋機(jī)器人遙控裝置

有效

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• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN206209347U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭海亮;劉大勇;湯哲;李德隆;王子慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G08C17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司21002
• 代理人: 李巨智

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微波通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種基于微波通信技術(shù)的海洋機(jī)器人遙控裝置。

背景技術(shù)

海洋機(jī)器人在入水或浮出水面后，技術(shù)人員需對其設(shè)備的信息進(jìn)行及時的掌握，并且海洋機(jī)器人在水面行駛時，技術(shù)人員需對其進(jìn)行使命操作與航行遙控。基于微波通信技術(shù)的海洋機(jī)器人的水面遙控裝置可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的遙控航行與使命控制，并且能夠進(jìn)行復(fù)雜的操作指令。傳統(tǒng)的技術(shù)手段操作性差，無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離大數(shù)據(jù)量的實(shí)時傳輸，并且體積龐大，不易攜帶。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種基于微波通信技術(shù)的海洋機(jī)器人遙控裝置，操作便捷，人機(jī)友好，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離大數(shù)據(jù)量的實(shí)時傳輸，并且體積小巧便于攜帶，解決了普通遙控裝置操作性差，無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離大數(shù)據(jù)量的實(shí)時傳輸，并且體積龐大，不易攜帶等技術(shù)問題。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種基于微波通信技術(shù)的海洋機(jī)器人遙控裝置，數(shù)據(jù)采集電路板連接平板電腦，采集外部操作桿的模擬量數(shù)據(jù)發(fā)送到平板電腦；

平板電腦通過GPS天線接收GPS信號，用于顯示接收到的遙控裝置示位信號；

微波通信模塊一端連接平板電腦，接收平板電腦發(fā)送的控制命令，另一端通過天線無線連接海洋機(jī)器人，控制其進(jìn)行相應(yīng)的操作，并且接收海洋機(jī)器人發(fā)送的狀態(tài)信息和示位信息，發(fā)送到平板電腦顯示。

所述數(shù)據(jù)采集電路板包括依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字隔離器、處理器、電平轉(zhuǎn)換芯片。

所述微波通信模塊上行采用TD-LTE規(guī)范的無線接口，下行采用以太網(wǎng)接口。

還包括電源模塊對所述平板電腦、數(shù)據(jù)采集電路板和微波通信模塊進(jìn)行供電。

所述狀態(tài)信息包括位置經(jīng)緯度信息、航速信息、航深信息、航向角、使命結(jié)束狀態(tài)。

本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型操作便捷，人機(jī)友好，基本操作功能可通過觸摸屏加固平板電腦界面上的水面操控軟件進(jìn)行操作，符合目前科技潮流，遙控航行部分可通過操控桿進(jìn)行遙控航行，操控桿尺寸小巧，可通過一根手指進(jìn)行操作；

2.本實(shí)用新型通信距離遠(yuǎn)，可進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的實(shí)時通信，采用微波通信模塊作為通信終端，通信距離可達(dá)5km(選用大尺寸天線可增加通信距離)，并且可進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的實(shí)時通信，解決了普通遙控裝置不能進(jìn)行實(shí)時大數(shù)據(jù)量通信的弊端；

3.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、易于攜帶，手持裝置重量輕，體積小便于人員操作與攜帶，并設(shè)計了背帶，人員操作時可解放雙手進(jìn)行其他操作。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集電路板結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

包括微波通信模塊、觸摸屏加固筆記本、數(shù)據(jù)采集電路板、操控桿、操作面板，所述微波通信模塊為遙控裝置和海洋機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)無線通信；所述觸摸屏加固平板電腦為遙控裝置實(shí)現(xiàn)航跡顯示與遙控控制；所述數(shù)據(jù)采集電路板采集遙控桿的模擬量并將其通過串口發(fā)送到觸摸屏加固筆記本；所述操控桿可以實(shí)現(xiàn)對海洋機(jī)器人進(jìn)行遙控。

數(shù)據(jù)采集電路板連接平板電腦，采集外部操作桿的模擬量數(shù)據(jù)發(fā)送到平板電腦；平板電腦通過GPS天線接收GPS信號，用于顯示接收到的遙控裝置示位信號；微波通信模塊一端連接平板電腦，接收平板電腦發(fā)送的控制命令，另一端通過天線無線連接海洋機(jī)器人，控制其進(jìn)行相應(yīng)的操作，并且接收海洋機(jī)器人發(fā)送的狀態(tài)信息和示位信息，發(fā)送到平板電腦顯示。

微波通信模塊與觸摸屏加固筆記本進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并通過天線(收發(fā)天線各1根)實(shí)現(xiàn)與海洋機(jī)器人端微波設(shè)備進(jìn)行無線連接，進(jìn)而達(dá)到控制海洋機(jī)器人的目的。微波通信模塊上行無線接口采用TD-LTE規(guī)范，下行采用以太網(wǎng)接口，最大通信距離2Km，速率5Mbps/s。

觸摸屏加固筆記本預(yù)裝win7操作系統(tǒng)，并配備GPS接收模塊與外置GPS天線，電腦內(nèi)置水面操控軟件，可以實(shí)時顯示接收到的航行器示位信號和狀態(tài)信息(包括位置經(jīng)、緯度，航速，航深，航向角，使命結(jié)束狀態(tài)等)，并且可將該裝置與海洋機(jī)器人的實(shí)時位置與航行軌跡顯示在水面操控軟件的界面上。同時可通過水面操控軟件的操作界面控制海洋機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的使命操作(包括模式切換、使命開始、使命結(jié)束等)。

如圖2所示為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集電路板結(jié)構(gòu)圖。

數(shù)據(jù)采集電路板將從操控桿采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到觸摸屏加固筆記本。進(jìn)一步為采集操作桿的模擬量數(shù)據(jù)。通過水面操控軟件將航向控制命令下達(dá)到海洋機(jī)器人。數(shù)據(jù)采集電路板由ATMEGA1280單片機(jī)作為核心處理芯片，通過MAX1032A/D采集芯片將2路模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并發(fā)送到ATMEGA1280，再通過ATMEGA1280將串口數(shù)據(jù)通過MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，然后再發(fā)送到觸摸屏加固筆記本。其中ATMEGA1280與MAX1032之間采用ADUM1510與ADUM3442進(jìn)行隔離。