[发明专利]一种用于全海深自主遥控潜水器的推进控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于全海深自主遥控潜水器的推进控制系统，包括：单片机最小系统电路、CAN收发电路、串口收发电路、继电器控制电路。本发明所述的推进控制电路板浸泡在油中，能够承受120Mpa压力，其上所使用的电子元器件都经过压力测试筛选；本发明所使用的单片机采用基于Cortex‑M4内核的控制芯片，具有功能强大、低功耗、资源丰富可扩展能力强等优点，因此可以既使用一路CAN网络控制电机，又通过另一路CAN网络与航行控制计算机通信；本发明使用单片机的EEPROM实现在推进系统断电前完成对目前舵机角度的记录，再次上电后读取记录，具有电路简单、精度高的优点。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，具体地说是一种用于全海深自主遥控潜水器的推进控制系统和方法。

背景技术

全海深自主遥控潜水器(ARV，AutonomousRemotely operated Vehicle))是一种新型无人潜水器，它综合了遥控水下机器人(ROV)和自主水下机器人(AUV)的优点，它既可以象AUV一样具有大范围水下搜索和探测的能力，又可以像ROV一样通过光纤微缆进行实时遥控完成取样作业。工作模式的多样性与快速可切换功能使得ARV具有安全、高效、灵活、方便的综合优势。

现有的水下机器人推进控制电路板无法应用于全海深自主遥控潜水器，主要原因有三个：一是无法承受120Mpa的油压；二是全海深自主遥控潜水器的推进控制系统需要同时控制6台推进电机、2台舵机以及2台开门电机，而现有的水下机器人推进控制电路板由于单片机资源有限，基本采用串口方式控制电机，因此现有方案无法满足要求；三是现有的推进控制电路板基本采用旋转电位计和A/D采样电路的方法来保存并读取舵机角度，此方法需增加附加电路，且精度受旋转电位计和A/D采样精度影响较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于全海深自主遥控潜水器的推进控制系统和方法,可承受120Mpa油压，同时单片机资源丰富，可满足全海深自主遥控潜水器的控制要求。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种用于全海深自主遥控潜水器的推进控制系统，包括：

单片机最小系统电路，包括单片机及有源晶振电路、复位电路、单片机供电电路以及JTAG程序烧写电路；

CAN收发电路，包括第一CAN收发电路和第二CAN收发电路，所述第一CAN收发电路一端连接航行控制计算机，接收航行控制计算机发送的CAN指令，另一端通过第一CAN端口连接单片机最小系统电路，将CAN指令发送给单片机最小系统电路；所述第二CAN收发电路一端与外部驱动器连接，接收外部驱动器反馈的状态信息；另一端通过第二CAN端口连接单片机最小系统电路，将状态信息发送给单片机最小系统电路；

串口收发电路，通过调试串口连接单片机最小系统电路，作为备用程序烧写端口；

继电器控制电路，一端通过继电器控制端口连接单片机最小系统电路，另一端连接外部驱动器，当与单片机相连继电器控制端输出低电平时，继电器处于导通状态，与外部电机驱动器相连继电器输出端输出+24VDC，从而控制电机驱动器上电。

所述外部电机为推进电机，包括左侧主推电机、右侧主推电机、左侧垂推电机、右侧垂推电机、前侧电机和后侧电机。

所述外部驱动器包括舵机驱动器和开门电机驱动器，所述舵机驱动器包括左侧舵机驱动器和右侧舵机驱动器，所述开门电机驱动器包括左侧开门电机驱动器和右侧开门电机驱动器。

还包括漏水检测电路，通过漏水检测串口连接单片机最小系统电路，当检测到漏水时，漏水检测电路漏水端被拉低，与单片机相连的引脚被拉低，单片机检测到低电平后即发出漏水报警。

所述状态信息包括实时角度、实时电流、实时电压以及电机实时故障信息。