[發明專利]一種水下機器人推進器模塊化驅動電路及其驅動方法

有效

• 申請號: 201811360621.5
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109484591B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 殷寶吉;董亞鵬;唐文獻;張建;蘇世杰;方記文;賈昊;陳雅妮
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;H02M1/088;B63H21/17
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 唐紅

1.一種水下機器人推進器模塊化驅動電路，其特征在于：包括推進器、第一電源模塊、第二電源模塊、主控CPU模塊、電流檢測模塊、A-PWM模塊和PWM功率放大模塊，所述第一電源模塊為PWM功率放大模塊供電，電流檢測模塊串聯于第一電源模塊和PWM功率放大模塊中間，PWM功率放大模塊的輸出端與推進器相連；所述第二電源模塊為主控CPU模塊和A-PWM模塊供電，主控CPU模塊的輸入端與電流檢測模塊相連，主控CPU模塊的輸出端與PWM功率放大模塊的輸入端相連；所述A-PWM模塊的輸入端與主控CPU的輸出端口相連，并將接收到的主控CPU控制電壓信號轉換成PWM信號后輸出給PWM功率放大模塊；

其中，電流檢測模塊實時檢測推進器的工作電流，并將電流檢測結果以模擬電壓信號形式傳輸至主控CPU模塊，主控CPU模塊根據接收到的電流檢測結果信息后根據實際情況生成相應控制電壓信號，A-PWM模塊收到主控CPU模塊的控制電壓信號后，將控制電壓信號轉化為PWM信號傳輸至PWM功率放大模塊以控制推進器的轉速和輸出推力；

所述主控CPU模塊的GND1端口與A-PWM模塊的GND1端口之間設有一條直接相連的導線。

2.根據權利要求1所述的水下機器人推進器模塊化驅動電路，其特征在于：所述電流檢測模塊的信號輸出端口Sout端口與主控CPU模塊的A/D輸入端口相連，主控CPU模塊的數字輸出端口DO1和DO2分別與PWM功率放大模塊的數字輸入端口DI1和DI2相連，用于控制推進器旋轉方向；當DO1為高且DO2為低時，推進器正轉；當DO1為低且DO2為高時，推進器反轉；當DO1和DO2均為低時，推進器停轉；當DO1和DO2均為高時，為錯誤命令，推進器運行狀態為前述三種狀態中的任意一種；主控CPU模塊的D/A輸出端口與A-PWM模塊的模擬輸入端口Ain相連。

3.根據權利要求1所述的水下機器人推進器模塊化驅動電路，其特征在于：所述主控CPU模塊包括PC104CPU模塊及其擴展板卡，擴展卡包括A/D板卡、D/A板卡和若干I/O板卡，PC104CPU模塊和擴展板卡通過PC104總線搭建水下機器人主控制器，輸出控制信號，其中，各個I/O板卡均為同一型號，在使用時，通過設置不同的板卡基地址進行區分。

4.根據權利要求1所述的水下機器人推進器模塊化驅動電路，其特征在于：所述第一電流模塊采用DC24V電源模塊，DC24V電源模塊直接為PWM功率放大模塊供電，PWM功率放大模塊的輸出端與推進器的電機輸入端相連，進而為推進器供電；所述第二電源模塊采用DC12V電源模塊，DC12V電源模塊經過LM2596S芯片轉換成DC5V后給主控CPU模塊供電。

5.一種水下機器人推進器模塊化驅動電路的驅動方法，其特征在于：利用Visualstudio的對話框編寫多主線程驅動軟件，且該多主線程驅動軟件由多個單主線程驅動軟件組合而成，具體步驟如下：

（1）第一個單主線程驅動軟件流程如下：

1）開啟主線程；

2）對系統參數變量進行初始化，對A/D板卡、D/A板卡初始化；

3）啟動多個子線程，包括：數據發送子線程、數據接收子線程、推進器驅動子線程、A/D數據采集子線程；

4）循環等待結束命令；

5）收到結束命令，結束所有子線程，釋放變量內存；

6）結束主線程；

（2）第二個單主線程驅動軟件流程如下：

1）開啟主線程；

2）對I/O板卡1進行初始化；

3）結束主線程；

（3）第三個單主線程驅動軟件流程如下：

1）開啟主線程；

2）對I/O板卡2進行初始化；

3）結束主線程；

（4）第N+1個單主線程驅動軟件流程如下：

1）開啟主線程；

2）對I/O板卡N進行初始化；

3）結束主線程；

（5）將每個單主線程驅動軟件都設置為開機自動啟動。