CN103439892A - 一种浅水用小型水下机器人甲板的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，包括：防水仪器集成箱安装在控制装置的外壳上，液晶显示器安装在防水仪器集成箱的上面板上，通电显示LED灯和视频信号接收插槽设置在下面板的右上方；脐带缆水密插座和交流电插座设置在防水仪器集成箱的右侧，防水集成箱把手设置在防水仪器集成箱的前端，软键盘设置在下面板的中间位置，三维电位器安装在下面板的左侧，电源启动按钮设置在软键盘的上方。本发明针对于国内外无人有缆遥控的水下机器人的发展状况，综合本实验室所设计的小型水下机器人，研发出适用于浅水的小型水下机器人的甲板控制装置。此外，本发明体积较小，质量较轻，便于携带和维护操作简便。

Description

一种浅水用小型水下机器人甲板的控制装置

技术领域

本发明属于水下机器人研究的技术领域，尤其涉及一种浅水用小型水下机器人甲板的控制装置。

背景技术

近几十年水下机器人得到了长足的发展，水下机器人从20世纪50年代开始研制，最早始于开发和应用的无人潜水器，1960年世界上第一台水下机器人诞生，取名为“CURV1”，世界上第一台用于商业的水下机器人是美国的RCV-225，它主要应用于近海的开发作业，它的体积小，质量轻，它长66cm，宽51cm，高51cm，有82kg，它有四个推进器可以实现潜体的前进、后退及上升、下降，交流供电，220V/440V，50～60Hz，从此水下机器人产业开始形成，经过几十年的发展，水下机器人产业已经逐渐成熟，全球从事水下机器人的厂家有上百家，可以提供包括整机、部件生产、售后等整套服务，小型水下机器人在很多国家都已经实现了商业化，但是主要发生在发达国家，美、日、意、法、俄等发达国家在水下机器人技术研究方面处于领先地位，例如美国Sea Botix公司研制的观察型水下机器人LBV150，其重量为10.4Kg，水下最大深度为150m，机体配件主要有测深器、声纳、摄像头等以及相应传感器，主要用途是河流堤坝的检查以及港湾警视，再次就是Inuktun公司生产的超小型水下机器人：VideoRay Pro，规格为35×22.5×21cm，重4kg，最大下潜深度为75m，载有摄像头及扫描声纳等设备。

我国从80年代初开始研制水下机器人，并且已经可以生产出自己的水下机器人，有些水下机器人已经应用到石油管道勘察，军事等方面，最出名的当属哈尔滨工程大学和中国沈阳自动化研究所的水下机器人产品，其中哈尔滨工程大学的水下机器人“堤坝安全检测水下机器人”可以实现对于堤坝安全的检测、损伤部位的定位以及其他隐患的督检，沈阳自动化研究所研制的超小型水下机器人，可以实现自主定深，定向等基本功能，同时还研究了一些特种水下机器人来实现特种任务，其中沈阳自动化研究所的水下机器人有海人一号、RECON.IV-SIAAA、金鱼三号等，海人一号和RECON.IV-SIAAA属于作业型水下机器人，金鱼三号属于观察型水下机器人，海人一号长2.7m，宽1.59m，高1.95m，空气中质量为2198kg，可以实现定深，定向，并且有6功能双向反馈主从机械手臂，视觉方面为双目视觉，RECON.IV-SIAAA长2.12m，宽1.03m，高0.96m，空气中质量为800kg，可以实现定深，定向，并且有6/5功能主从机械手臂，视觉方面为单目视觉，金鱼三号的长为0.6m，宽0.58m，高0.35m，空气中质量为34kg，视觉方面为单目视觉。

由于水下机器人的飞速发展，它已经可以应用到很多领域，管道检查：如渤海漏油事件中就可以用水下机器人对石油管道来进行检修，科学研究：水下生物观察，考古等，娱乐：水下摄像水下摄影等，安全检查：大坝、港口的检修，河流污染的检测等。

但是现有的水下机器人体积较大，质量大，不便于携带和维修。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，旨在解决现有的水下机器人体积较大，质量大，不便于携带和维修的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，该浅水用小型水下机器人甲板的控制装置包括：液晶显示器、防水仪器集成箱、通电显示LED灯、视频信号接收插槽、脐带缆水密插座、交流电插座、防水集成箱把手、软键盘、下面板、摇杆固定底座、三维电位器、电源启动按钮；

液晶显示器安装在防水仪器集成箱上面板的中间位置上，用来显示水下机器人采集到的水下图像，并且将水下机器人在水下的温度、深度和方向信息显示在液晶显示器上；

防水仪器集成箱主要用来保护控制装置免受撞击或水的溅湿；通电显示LED灯安装在下面板的右上部分，灯的亮灭表示甲板控制装置是否由外接220V交流电供电；

视频信号接收插槽安装在下面板的右上部分通电显示LED灯右侧，主要用来连接甲板控制装置视频输出与液晶显示器视频输入，将水下图像显示在液晶显示器上；

脐带缆水密插座设置在防水仪器集成箱的右侧，主要用来连接脐带缆给水下机器人输送控制指令与电源以及接收水下机器人的视频与传感器信息，当工作环境有溅水时，使用水密插座即可以保证防水仪器集成箱内的设备不被浸湿，也可保证与水下机器人正常的通信；

交流电插座设置在防水仪器集成箱的右侧靠近把手的一端，主要是给防水仪器集成箱内控制装置与水下机器人供电和充电用；

防水集成箱把手设置在防水仪器集成箱的前端，为防水箱自带部分，方便整个装置的携带搬运；

软键盘设置在下面板的中间位置，可以实现对水下机器人的自动定深、自动航向、打开或关闭LED照明灯的控制；

下面板上安装有甲板控制装置电路部分、软键盘、通电显示LED灯、视频信号接收插槽、三维电位器。

进一步，摇杆固定底座固定三维电位器。

进一步，下面板上左侧三维电位器主要是用来控制水下机器人摄像机的旋转，右侧三维电位器主要是用来控制水下机器人的运动；电源启动按钮即为整个甲板控制装置的电源开关。

进一步，防水仪器集成箱安装在控制装置的外壳上，液晶显示器安装在防水仪器集成箱的上面板上，通电显示LED灯和视频信号接收插槽设置在下面板的右上方。

进一步，脐带缆水密插座和交流电插座设置在防水仪器集成箱的右侧，防水集成箱把手设置在防水仪器集成箱的前端，软键盘设置在下面板的中间位置，三维电位器安装在下面板的左侧，电源启动按钮设置在软键盘的上方。

进一步，三维电位器通过遥杆固定底座安装在下面板的左侧。

本发明提供的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，实现了如下功能：

1、功能选择：即可以通过甲板控制系统的键盘来选择水下机器人所需要的功能如时钟设置，日期设置等；

2、视频显示（字符叠加）：能在甲板控制系统上显示水下摄像机传输的水下图像，并可以将相应的字符与图像相叠加；

3、遥控控制：通过甲板控制系统的两个三维电位器可以灵活的控制水下机器人上的三个电机和两个舵机，从而相应的控制水下机器人的运动方向和摄像头的活动角度。通过键盘可以相应的控制水下机器人的定深，定向，以及LED的多级控制。

本发明用于控制小型有缆水下机器人的甲板控制装置，针对于国内外无人有缆遥控的水下机器人的发展状况，综合本实验室所设计的小型水下机器人，研发出适用于浅水的小型水下机器人的甲板控制装置。此外，本发明体积较小，质量较轻，便于携带和维护操作简便。

附图说明

图1是本发明实施例提供的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置的结构示意图；

图中：1、液晶显示器；2、防水仪器集成箱；3、通电显示LED灯；4、视频信号接收插槽；5、脐带缆水密插座；6、交流电插座；7、防水集成箱把手；8、软键盘；9、下面板；10、摇杆固定底座；11、三维电位器；12、电源启动按钮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置的结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。

本发明的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其该浅水用小型水下机器人甲板的控制装置包括：液晶显示器、防水仪器集成箱、通电显示LED灯、视频信号接收插槽、脐带缆水密插座、交流电插座、防水集成箱把手、软键盘、下面板、摇杆固定底座、三维电位器、电源启动按钮；

防水仪器集成箱安装在控制装置的外壳上，液晶显示器安装在防水仪器集成箱的上面板上，通电显示LED灯和视频信号接收插槽设置在下面板的右上方；

脐带缆水密插座和交流电插座设置在防水仪器集成箱的右侧，防水集成箱把手设置在防水仪器集成箱的前端，软键盘设置在下面板的中间位置，三维电位器安装在下面板的左侧，电源启动按钮设置在软键盘的上方。

作为本发明实施例的一优化方案，三维电位器通过遥杆固定底座安装在下面板的左侧。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置主要由液晶显示器1、防水仪器集成箱2、通电显示LED灯3、视频信号接收插槽4、脐带缆水密插座5、交流电插座6、防水集成箱把手7、软键盘8、下面板9、摇杆固定底座10、三维电位器11、电源启动按钮12组成；防水仪器集成箱2安装在控制装置的外壳上，液晶显示器1安装在防水仪器集成箱2的上面板上，通电显示LED灯3和视频信号接收插槽4设置在下面板9的右上方；脐带缆水密插座5和交流电插座6设置在防水仪器集成箱2的右侧，防水集成箱把手7设置在防水仪器集成箱2的前端，软键盘8设置在下面板9的中间位置，三维电位器11通过摇杆固定底座10安装在下面板9的左侧，电源启动按钮12设置在软键盘8的上方。本发明的装置外壳有放置内部集成部件的防水仪器集成箱2，起到防水，防腐，防震的作用；上面板上主要为液晶显示屏1，主要对图像，文字信息的叠加显示，及菜单的显示；控制台上有用于显示是否开通电源的通电显示LED灯3，与通电显示LED灯3并排的有视频信号接收插槽4，插槽插上之后LCD屏才会工作，图像才会显示；控制台上有软键盘8，用来控制潜水器的定深、定向、定速、LED亮度的多级控制，多级菜单的设置；用来支撑面板，固定三维电位器，并且防止进水的下面板9及电位器固定底座10；用来对电机和舵机的精确控制三维电位器11及电源启动按钮12；控制台的侧面有用于水下机器人甲板控制系统与脐带缆的连接脐带缆水密插座5和用来连接交流电插头的交流电插座6；控制台的正面有用来提拿仪器箱的防水仪器集成箱把手7。

整体设计完之后就是相应的测试阶段包括，视频叠加模块即主要对液晶显示屏1的测试，主要测试是否可以图像与字符相叠加，是否可以显示菜单，是否可以显示采集的数据；电源模块则要测试交直流转换的交流电插座6以及对电池的充电；控制模块则要测试主控芯片是否可以工作；2×3摇杆是否可以操控电机、舵机；键盘8是否可以执行一系列预期的功能。

各部件的主要功能如下：液晶显示屏1：主要对图像，文字信息的叠加显示，及菜单的显示，防水仪器集成箱2：对内部集成部件的放置，起到防水，防腐，防震的作用，通电显示LED灯3：当电源启动按钮按下之后灯变亮，视频信号接收插槽4：只有把插槽插上之后LCD屏才会工作，图像才会显示，脐带缆水密插座5：它的作用是水下机器人甲板控制系统与脐带缆的连接，只有连接之后甲板控制系统才会与潜水器通信（视频信号，电源等），交流电插座6：用来连接交流电插头，从而使甲板控制台可以通220V 50HZ交流电防水仪器集成箱把手7：用来提拿仪器箱，软键盘8：用来控制潜水器的定深、定向、定速、LED亮度的多级控制，多级菜单的设置，下面板9：用来支撑面板，固定三维电位器，并且防止进水，电位器固定底座10：用来固定三维电位器，三维电位器11：用来对电机和舵机的精确控制，电源启动按钮12：用来控制甲板控制系统的通断电。

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。

Claims (9)

1.一种浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，该浅水用小型水下机器人甲板的控制装置包括：液晶显示器、防水仪器集成箱、通电显示LED灯、视频信号接收插槽、脐带缆水密插座、交流电插座、防水集成箱把手、软键盘、下面板、摇杆固定底座、三维电位器、电源启动按钮；

液晶显示器安装在防水仪器集成箱上面板的中间位置上，用来显示水下机器人采集到的水下图像，并且将水下机器人在水下的温度、深度和方向信息显示在液晶显示器上；

防水仪器集成箱主要用来保护控制装置免受撞击或水的溅湿；通电显示LED灯安装在下面板的右上部分，灯的亮灭表示甲板控制装置是否由外接220V交流电供电；

视频信号接收插槽安装在下面板的右上部分通电显示LED灯右侧，主要用来连接甲板控制装置视频输出与液晶显示器视频输入，将水下图像显示在液晶显示器上；

脐带缆水密插座设置在防水仪器集成箱的右侧，主要用来连接脐带缆给水下机器人输送控制指令与电源以及接收水下机器人的视频与传感器信息，当工作环境有溅水时，使用水密插座即可以保证防水仪器集成箱内的设备不被浸湿，也可保证与水下机器人正常的通信；

交流电插座设置在防水仪器集成箱的右侧靠近把手的一端，主要是给防水仪器集成箱内控制装置与水下机器人供电和充电用；

防水集成箱把手设置在防水仪器集成箱的前端，为防水箱自带部分，方便整个装置的携带搬运；

软键盘设置在下面板的中间位置，可以实现对水下机器人的自动定深、自动航向、打开或关闭LED照明灯的控制；

下面板上安装有甲板控制装置电路部分、软键盘、通电显示LED灯、视频信号接收插槽、三维电位器。

2.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，摇杆固定底座固定三维电位器。

3.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，下面板上左侧三维电位器主要是用来控制水下机器人摄像机的旋转，右侧三维电位器主要是用来控制水下机器人的运动；电源启动按钮即为整个甲板控制装置的电源开关。

4.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，防水仪器集成箱安装在控制装置的外壳上，液晶显示器安装在防水仪器集成箱的上面板上，通电显示LED灯和视频信号接收插槽设置在下面板的右上方。

5.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，脐带缆水密插座和交流电插座设置在防水仪器集成箱的右侧，防水集成箱把手设置在防水仪器集成箱的前端，软键盘设置在下面板的中间位置，三维电位器安装在下面板的左侧，电源启动按钮设置在软键盘的上方。

6.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，三维电位器通过遥杆固定底座安装在下面板的左侧。

7.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，通过甲板控制系统的键盘来选择水下机器人所需要的功能。

8.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，能在甲板控制系统上显示水下摄像机传输的水下图像，并可以将相应的字符与图像相叠加。

9.如权利要求1所述的浅水用小型水下机器人甲板的控制装置，其特征在于，通过甲板控制系统的两个三维电位器可以灵活的控制水下机器人上的三个电机和两个舵机，从而相应的控制水下机器人的运动方向和摄像头的活动角度；通过键盘可以相应的控制水下机器人的定深，定向，以及LED的多级控制。

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