[實用新型]載人潛水器人機交互控制裝置

有效

• 申請號: 201721626929.0
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN208076959U
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 楊鳴宇;趙洋;陶祎春;趙兵;盧廣宇;祝普強;劉開周
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本實用新型涉及載人潛水器人機交互控制裝置，包括操作面板以及與其連接的采集與傳輸單元；所述采集與傳輸單元包括控制器電路板和信號采集模塊；所述控制器電路板、信號采集模塊均連接于操作面板和主控單元之間；所述信號采集模塊，用于將來自操作面板的設備控制信號通過以太網發送至主控單元；本實用新型體積緊湊。硬件設備采用一體化結構設計，集成度大幅提高，減少了設備間信號線連接，從而進一步減少了空間占用。可靠性高。通過總線式通信，提高了信號傳輸可靠性，通信機理簡單可靠，整個裝置能夠持續穩定工作。擴展性強。可采用級聯方式進行人機交互界面的擴展，方便系統設計的快速重構。結構簡單。

技術領域

本實用新型專利涉及一種載人潛水器人機交互控制裝置，具體地說是利用嵌入式控制器、數據采集模塊、操作面板、驅動放大器、串行通信模塊等實現載人潛水器人機交互的控制裝置。

背景技術

載人潛水器是由潛航員駕駛，搭乘科學家或工程人員進行深海科考，勘探等工作，由于潛水器與母船之間無電纜連接，所以潛水器可進行自由運動。潛航員進行潛水器操控時，主要通過操縱桿模塊進行潛水器運動控制，通過人機交互操作面板模塊進行設備控制，通過故障指示模塊進行潛水器故障監控。傳統的交互面板模塊通常由控制開關和狀態指示燈及數據采集模塊等組成，面板輸出信號由數據采集模塊進行采集，通過數據采集模塊可將控制信號傳輸至主控單元進行綜合處理，同時數據采集模塊可向操作面板輸出指示信號。

上述傳統人機交互控制裝置存在一定的弊端，載人潛水器的操作面板輸出信號數量較多，而且每個控制量都要對應一個狀態指示燈，上述信號都需要通過導線連接至數據采集模塊，從而導致裝置內信號線數量眾多，增加維護工作量及占用艙內空間。其次，由于操作面板輸出信號線較多，數據采集模塊數量和體積也會增加，從而降低裝置的可靠性、可維性及空間使用率。隨著載人潛水器不斷挑戰海洋下潛深度，載人艙球殼體積需要進一步縮小以適應增大的水下壓力，因此縮小載人艙內設備體積，提升空間利用率顯得尤為重要。所以有必要設計一種體積小巧、控制效率高、維護方便、穩定可靠的人機交互控制裝置。

實用新型內容

為了克服上述問題，本實用新型提出了一種應用于載人潛水器，空間占用較小、控制效率高、運行穩定可靠、維護簡單的人機交互控制裝置。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：載人潛水器人機交互控制裝置，包括操作面板以及與其連接的采集與傳輸單元；

所述采集與傳輸單元包括控制器電路板和信號采集模塊；所述控制器電路板、信號采集模塊均連接于操作面板和主控單元之間；

所述信號采集模塊，用于將來自操作面板的設備控制信號通過以太網發送至主控單元；

所述控制器電路板，用于將來自操作面板的應急拋載信號通過串行通信總線發送至主控單元；并將來自主控單元的指令反饋至操作面板。

所述操作面板設有狀態指示燈和多個操作開關。

所述信號采集模塊的輸入端與操作開關連接，輸出端通過以太網與主控單元連接。

所述控制器電路板設有上行通信單元和下行通信單元；

上行通信單元，包括順序連接的第一嵌入式采集模塊和第一串行通信模塊；所述第一嵌入式采集模塊與操作面板連接，第一串行通信模塊通過串口與主控單元連接；

下行通信單元，包括順序連接的第二串行通信模塊、第二嵌入式采集模塊和驅動放大模塊；所述驅動放大模塊與操作面板連接，第二串行通信模塊通過串行通信總線與主控單元連接。

所述第一嵌入式采集模塊與操作開關連接。

所述信號采集模塊與第一嵌入式采集模塊連接不同的操作開關。

本實用新型具有以下有益效果及優點：