[发明专利]一种用于检测与作业的水下机器人控制系统

权利要求书

1.一种用于检测与作业的水下机器人控制系统，其特征在于，包括水面控制系统、水下控制系统，所述水面控制系统放置在岸边或者母船上，水下控制系统安装在水下检测与作业机器人上；所述水面控制系统包括水面控制台、水面通信收发器、脐带缆、VR眼镜，所述水面控制台与水面通信收发器相连，所述VR眼镜与水面控制台相连，所述水面通信收发器与脐带缆相连；所述水下系统包括水下通信收发器、ARM9主控制器、ARM-M0从控制器、水下供电模块、电源安全检测模块、漏水检测模块、一号低压电源、通信模块、二号低压电源、下载口、云台摄像头、传感器模块、水下灯、机械手、推进器控制模块；所述水下通信收发器与脐带缆相连，接收来自水面控制系统的控制信息，所述ARM9主控制器与水下通信收发器相连，所述水下供电模块与水下通信收发器、ARM9主控制器、ARM-M0从控制器、电源安全检测模块、漏水检测模块、一号低压电源、通信模块、二号低压电源、云台摄像头、传感器模块、水下灯、机械手、动力推进模块相连，所述水下供电模块给水下控制系统供电，推进器控制模块接收ARM-M0从控制器的速度和方向信息，驱动螺旋桨旋转，水下灯和机械手接收来自ARM-M0从控制器的信号，云台摄像头直接通过水下通信收发器接收水面控制台的信息，电源检测模块和漏水检测模块检测机器人内部环境信息及电源信息发送给ARM-M0从控制器，并作数据存储，传感器模块采集深度、导航、姿态、声呐数据传输给ARM9主控制器进行控制；所述ARM9主控制器通过ARM-M0从控制器采集水下系统各单元数据，经由水下通信收发器发送到水面控制系统。

2.根据权利要求1所述的用于检测与作业的水下机器人控制系统，其特征在于，所述水面控制台包括工控机、液晶屏、Arduino平台、旋钮、急停开关、操纵摇杆、指示灯；所述急停开关通过Arduino平台与工控机相连，在紧急情况下按下急停开关，系统切断电源停止控制；操纵摇杆通过Arduino平台与工控机相连，操纵机器人前进、后退、旋转、上浮、下潜、横移、翻滚动作，所述旋钮、指示灯通过Arduino平台与工控机相连，输入、输出控制信息；液晶屏实时显示在工控机上安装的上位机软件界面，平板电脑通过无线通信与工控机，移动访问机器人控制信息，辅助非操作人员决策；工控机与水面通信收发器相连，进行数据收发。

3.根据权利要求1所述的用于检测与作业的水下机器人控制系统，其特征在于，所述动力推进模块包括I²C通信模块、写电机转速模块、读电机转速模块、读电机电压模块、读电机电流模块、读电机温度模块、电机驱动模块、左纵向电机、右纵向电机、左垂向电机、右垂向电机、侧向电机；所述写电机转速模块、读电机转速模块、读电机电压模块、读电机电流模块、读电机温度模块通过I²C通信模块与ARM-M0从控制器通信；所述ARM-M0从控制器发出的速度信号PWM和方向信号DIR通过写电机转速模块控制电机驱动模块，从而控制左纵向电机、右纵向电机、左垂向电机、右垂向电机、侧向电机进行前进后退、转向、上浮下潜、横移、横滚5个自由度的运动。

4.根据权利要求1所述的用于检测与作业的水下机器人控制系统，其特征在于，所述电源安全检测模块包括三路电源使能模块、三路电源报错模块、三路电源电压检测模块、三路电源电流检测模块、三路电源温度检测模块，所述三路电源使能模块、三路电源报错模块、三路电源电压检测模块、三路电源电流检测模块、三路电源温度检测模块与ARM-M0从控制器相连。

5.根据权利要求1所述的用于检测与作业的水下机器人控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括惯性导航模块、声呐模块、深度计模块、导航定位模块；所述惯性导航模块实时采集机器人姿态信息，包括横滚角、俯仰角、航向角，所述声呐模块采集水下结构物信息，所述深度计模块采集机器人深度信息，当机器人浮在水面时用导航定位模块确定和校正位置，所述深度计模块、导航定位模块、惯性导航模块、声呐模块与ARM9主控制器相连，将数据传给ARM9主控制器。