一种用于机器人横移推进器的控制系统

文档序号:79308 发布日期:2021-10-08 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于机器人横移推进器的控制系统 (Control system for robot transverse moving propeller ) 是由 谢晓华 黄俊平 于 2021-05-28 设计创作,主要内容包括:本发明适用于机械精准控制技术改进领域,提供了一种用于机器人横移推进器的控制系统,所述用于机器人横移推进器的控制系统包括控制单元、电调控制单元、转向动力单元及供电单元,所述控制单元的输出端连接所述电调控制单元的输入端,所述电调控制单元连接所述转向动力单元双向通讯,所述供电单元分别电性连接所述控制单元、转向动力单元及电调控制单元进行供电,所述控制单元,用于控制指令信息进行数据交互和控制,所述电调控制单元,用于控制电机运动状态以及对电机的信号进行采集;所述转向动力单元,用于执行接收的指令动态并将本身的信号输出给电调控制单元。此水下机器人专用横移推进控制系统搭载在ROV上,可以极大的提高ROV的操纵性能。(The invention is suitable for the field of mechanical precise control technology improvement, and provides a control system for a robot transverse moving propeller, which comprises a control unit, an electric regulation control unit, a steering power unit and a power supply unit, wherein the output end of the control unit is connected with the input end of the electric regulation control unit, the electric regulation control unit is connected with the steering power unit for bidirectional communication, the power supply unit is respectively and electrically connected with the control unit, the steering power unit and the electric regulation control unit for supplying power, the control unit is used for controlling instruction information to perform data interaction and control, and the electric regulation control unit is used for controlling the motion state of a motor and acquiring signals of the motor; and the steering power unit is used for executing the received command dynamics and outputting the signal of the steering power unit to the electric regulation control unit. The special transverse moving propulsion control system for the underwater robot is carried on the ROV, so that the operation performance of the ROV can be greatly improved.)

一种用于机器人横移推进器的控制系统

技术领域

本发明属于机械精准控制技术改进领域,尤其涉及一种用于机器人横移推进器的控制系统。

背景技术

现有的水下机器人(ROV)在产品的设计上有采用8矢量电机布局的:前后各4个电机中,两个电机按照相应角度倾斜向下,两组电机按照相应角度倾斜向上安装;有采用6电机布局设计:前置机身安装4个垂直电机,后置身留有垂直电机,后置身留有2组较大功率推进电机大功率推进电机。两款电机布局设计在操控上各有千秋,各有千秋,各有优缺点。本水下机器人。

采用8电机布局的ROV在操纵上较平缓稳定,小角度的操纵灵活上较6电机布局的ROV占优;但在航速,推进、上下潜动力上较6电机布局差;6电机在加上此横移推进器后,可在加上此横移推进器后,可以弥补在横向上的动力输出,从而实现3轴全空间全方向的操控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于机器人横移推进器的控制系统,旨在解决的问题。

本发明是这样实现的,一种用于机器人横移推进器的控制系统,所述用于机器人横移推进器的控制系统包括控制单元、电调控制单元、转向动力单元及供电单元,所述控制单元的输出端连接所述电调控制单元的输入端,所述电调控制单元连接所述转向动力单元双向通讯,所述供电单元分别电性连接所述控制单元、转向动力单元及电调控制单元进行供电,所述控制单元,用于控制指令信息进行数据交互和控制,所述电调控制单元,用于控制电机运动状态以及对电机的信号进行采集;所述转向动力单元,用于执行接收的指令动态并将本身的信号输出给电调控制单元。

本发明的进一步技术方案是:所述用于机器人横移推进器的控制系统还包括稳压单元,所述稳压单元的输出端连接所述控制单元的供电端,所述稳压单元的输入端连接所述供电单元的输出端。

本发明的进一步技术方案是:所述用于机器人横移推进器的控制系统还包括航空母座,所述航空母座的输出端分别连接所述供电单元的输出端极稳压单元的输入端,所述航空母座连接所述控制单元双向通讯。

本发明的进一步技术方案是:所述电调控制单元包括并行设置的第一电调控制模块及第二电调控制模块,所述第一电调控制模块的输入端及第二电调控制模块的输入端分别连接所述控制单元的输出端。

本发明的进一步技术方案是:所述转向动力单元包括第一电机及第二电机,所述第一电机通讯连接所述第一电调控制模块,所述第二电机通讯连接所述第二电调控制模块。

本发明的进一步技术方案是:所述控制单元通过I2C或PWM与所述电调控制单元进行数据交互及控制。

本发明的进一步技术方案是:所述稳压单元采用的是线性稳压器LDO。

本发明的进一步技术方案是:所述航空母座采用的是8芯M12航空母座。

本发明的进一步技术方案是:所述用于机器人横移推进器的控制系统中横移推进器外部通过UART串口和水下机器人ROV进行连接,ROV通过电缆线经Wifi中继后与控制终端连理连接,用户利用控制终端上的APP操作截面对横移推荐其进行操控实现ROV的各种姿态控制。

本发明的有益效果是:此水下机器人专用横移推进控制系统搭载在ROV上,可以极大的提高ROV的操纵性能:前进、后退、上潜、下潜、俯仰、垂直翻转,左转、右转、左右偏移,左右静态横移,左右翻转等精细操作,提高稳定性和操纵,特别是在增加双横移推进器下,ROV的航向操作将会得到更大的提升,完全可以根据系统算法实现3轴全方位角度的精确操控。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于机器人横移推进器的控制系统的结构框图。

具体实施方式

如图1所示,本发明提供的用于机器人横移推进器的控制系统,所述用于机器人横移推进器的控制系统包括控制单元、电调控制单元、转向动力单元及供电单元,所述控制单元的输出端连接所述电调控制单元的输入端,所述电调控制单元连接所述转向动力单元双向通讯,所述供电单元分别电性连接所述控制单元、转向动力单元及电调控制单元进行供电,所述控制单元,用于控制指令信息进行数据交互和控制,所述电调控制单元,用于控制电机运动状态以及对电机的信号进行采集;所述转向动力单元,用于执行接收的指令动态并将本身的信号输出给电调控制单元。利用控制单元将信号下发给电调单元,电调单元读取信号后控制电机的进行工作,通过动作带动水下机器人进行横移的动态控制,并且与机器人的其他动态进行配合使得机器人完成三维动作控制,实现3轴全空间全方向的灵活操控。

所述用于机器人横移推进器的控制系统还包括稳压单元,所述稳压单元的输出端连接所述控制单元的供电端,所述稳压单元的输入端连接所述供电单元的输出端。通过稳压单元使得给控制单元供电更加稳定,控制机器人横移时在接收指令和执行时更加的稳定,不会出现信号紊乱现象。

所述用于机器人横移推进器的控制系统还包括航空母座,所述航空母座的输出端分别连接所述供电单元的输出端极稳压单元的输入端,所述航空母座连接所述控制单元双向通讯。利用航空母座连接稳定、安全性、可靠性得到有效保证。

所述电调控制单元包括并行设置的第一电调控制模块及第二电调控制模块,所述第一电调控制模块的输入端及第二电调控制模块的输入端分别连接所述控制单元的输出端。采用一对一控制电机,使得控制更加的准确和稳定,不会出现执行指令是出现偏差。执行速度快,稳定、安全、可靠。

所述转向动力单元包括第一电机及第二电机,所述第一电机通讯连接所述第一电调控制模块,所述第二电机通讯连接所述第二电调控制模块。所述第一电机及第二电机均采用的是大功率电机,在使用中产生的推动力稳定可靠。

所述控制单元通过I2C或PWM与所述电调控制单元进行数据交互及控制。利用上述的通信连接使得信号稳定,不易出现间断性连接。

所述稳压单元采用的是线性稳压器LDO。LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。

所述航空母座采用的是8芯M12航空母座。连接稳定,不易出现虚连现象。

所述用于机器人横移推进器的控制系统中横移推进器外部通过UART串口和水下机器人ROV进行连接,ROV通过电缆线经Wifi中继后与控制终端连理连接,用户利用控制终端上的APP操作截面对横移推荐其进行操控实现ROV的各种姿态控制。

水下机器人专用横移推进器的安装与供电。横移推进器的外部引出线带有8芯M12防水插头,将推进器安装在ROV底部的金属导轨上,螺丝固定好,然后将8芯防水插头和ROV底部的8芯防水母座连接,这样横移推进器就安装完毕。其电源由上后的ROV输出12VDC供电,通过8芯连接线给到电调和横移电机供,以及经LDO降压后给MCU供电。

水下机器人专用横移推进器的控制通路。横移推进器内部的控制通路:MCU控制单元通过I2C或者PWM与电调控制单元进行连接,进行数据交互,控制,再由电调控制电机的运动状态以及对电机的信号采集;横移推进器的外部控制通路:横移推进器外部通过UART串口和ROV进行连接,ROV再通过电缆线,经过WIFI中继后,与平板、手机APP建立连接。用户可通过APP的操作界面对横移推进器行操控,用来实现ROV的各种姿态控制。

此水下机器人专用横移推进控制系统搭载在ROV上,可以极大的提高ROV的操纵性能:前进、后退、上潜、下潜、俯仰、垂直翻转,左转、右转、左右偏移,左右静态横移,左右翻转等精细操作,提高稳定性和操纵,特别是在增加双横移推进器下,ROV的航向操作将会得到更大的提升,完全可以根据系统算法实现3轴全方位角度的精确操控。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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