CN107499478B - 一种作业型水下机器人电子舱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种作业型水下机器人电子舱，属于水下机器人领域，包括耐压壳体和耐压壳体内部的控制电路，耐压壳体包括主体和上下端盖。上端盖上的上端盖通孔处安装上端盖水密接头，上端盖水密接头一端与外置电池组连接，另一端与控制电路连接。下端盖的中心通孔安装下端盖水密接头，下端盖水密接头一端与外置的水密接头连接，外置水密接头与其他附加模块连接，另一端与控制电路连接。中心通孔周围均匀分布六个通孔，均用于安装下端盖水密接头，下端盖水密接头一端与电机模块连接，另一端与控制电路连接。控制电路对作业型水下机器人进行姿态解析。本发明具有布线简洁、操作简便、方便开发升级、拓展性高、维护简单等优点，适用于作业型水下机器人及其他相关水下设备。

Description

一种作业型水下机器人电子舱
技术领域
本发明属于水下机器人领域，涉及一种作业型水下机器人的电子舱。
背景技术
水下机器人是代替人类在水下环境作业的一种机器人，是拓展人类水下活动范围，提高人类水下工作水平的重要工具。随着大规模海洋开发、海洋军事应用的需要，大深度、大范围、远距离、低成本和高效率的作业型水下机器人的研发需求变得十分迫切。
电子舱可以比作水下机器人的大脑和神经中枢，是水下机器人最为核心的部件，在实际使用中起着重要的作用。电子舱的性能，功能，稳定性等因素直接决定了水下机器人能否顺利完成任务。
目前的作业型水下机器人电子舱将所有功能部分集成到电子舱内，导致作业型水下机器人只能一机一用，使用范围受限，使得水下机器人使用成本过高，不能得到广泛的使用，并且高集成度的水下机器人面临研发周期长，生产时间长，拓展性不强的问题。
综合考虑现有的作业型水下机器人电子舱开发方案的优点与不足，本发明提出了一种通用式的作业型水下机器人电子舱的设计方案，使得该电子舱可以实现一机多用，具备灵活搭配外设的能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于通用式的作业型水下机器人电子舱的开发方案，该方案具有布线简洁、开发方便、升级灵活、拓展性高、维护简单等特点。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种作业型水下机器人电子舱，包括耐压壳体和内部控制电路。
所述的耐压壳体包括主体1、下端盖2、上端盖3；所述的上端盖3和下端盖2通过螺栓固定在主体1的上下两端。
所述的上端盖3上留有一个上端盖通孔4，用于安装上端盖水密接头，上端盖水密接头一端与外置电池组连接，为电子舱供电，另一端与耐压壳体内部控制电路的供电电路引脚连接，给控制电路供电。
所述的下端盖2中部留有中心通孔11，用于安装下端盖水密接头，该下端盖水密接头一端与外置的可一转多的水密接头的连接，外置的水密接头与其他附加模块连接，即所述的电子舱只通过水密接头与附加模块连接，不具备除控制、通信、姿态解析外的其他功能；另一端与耐压壳体内部控制电路的通信总线引脚连接，用于控制电子舱与其他附加模块的通信；所述的中心通孔11周围均匀分布六个通孔，均用于安装下端盖水密接头，下端盖水密接头一端与电机模块连接，另一端与耐压壳体内部控制电路的电机控制IO引脚连接。所述的电机模块有交流电机及直流电机两种。
所述的控制电路固定在耐压壳体主体1内部，控制电路采用stm32f103vct6作为控制芯片，控制电路上板载六轴加速度传感器、三轴地磁传感器，对作业型水下机器人进行姿态解析。
本发明的有益效果在于：
(1)布线简洁
电子舱内只有一块控制电路板，控制电路板为单块的PCB电路板，通过导线与位于耐压壳体上下端盖上的水密接头连接。而传统电子舱内功能复杂，电路板数量众多，飞线混乱，布线繁琐，本发明由于其设计理念的优越使得不需要繁琐的布线。
(2)操作简便
在进行作业型水下机器人的组装时，只需要将相应的模块组件连接到电子舱上的水密接口即可，不需要打开电子舱进行调试，节约时间成本，降低使用的复杂程度。
(3)方便开发升级
对于水下机器人各部分的开发独立进行，不需要过于精细的整体设计，只要在既定的规则下设计即可得到标准化的产品，便于流水化生产。
(4)拓展性高
电子舱只具备核心的功能，将其他功能下放到其他外置舱室中，其他舱室与电子舱只通过通信总线等方式控制与通信。在机器人开发过程中，可以根据需求随时调整外接的功能模块，实现功能的拓展。
(5)维护简单
由于其他功能模块连接到位于上下端盖处的水密接头，所以当某部分发生损坏时，只需要将损坏的功能模块直接拔除，然后用功能完好的同功能的模块代替就能继续使用，不需要对电子舱进行拆卸，操作简单，维护方便。
附图说明
图1为作业型水下机器人电子舱结构图；
图2为电子舱的下端盖的结构简图(俯视图)；
图3为电子舱的耐压壳体主体的结构简图(俯视图)；
图4位电子舱的系统框图；
图中：1主体；2下端盖；3上端盖；4上端盖通孔；5第一通孔；6第二通孔；7第三通孔；8第四通孔；9第五通孔；10第六通孔；11中心通孔；12螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种作业型水下机器人电子舱，包括耐压壳体和内部控制电路。
所述的耐压壳体包括主体1、下端盖2、上端盖3；所述的上端盖3和下端盖2通过螺栓固定在主体1的上下两端。
所述的上端盖3上留有一个上端盖通孔4，用于安装上端盖水密接头，上端盖水密接头一端与外置电池组连接，为电子舱供电，另一端与耐压壳体内部控制电路的供电电路引脚连接，给控制电路供电。
所述的下端盖2中部留有中心通孔11，用于安装下端盖水密接头，该下端盖水密接头一端与外置的可一转多的水密接头的连接，外置的水密接头与其他模块连接；另一端与耐压壳体内部控制电路的通信总线引脚连接；所述的中心通孔11周围均匀分布六个通孔，即第一通孔5、第二通孔6、第三通孔7、第四通孔8、第五通孔9、第六通孔10，均用于安装下端盖水密接头，下端盖水密接头一端与电机模块进行连接，另一端与耐压壳体内部控制电路的电机控制IO引脚连接。
所述的耐压壳体主体1内部对应位置设置有两个凸起，每个凸起上设有两个螺栓孔12，控制电路通过螺栓固定在主体1内部两个凸起之间，控制电路采用stm32f103vct6作为控制芯片，控制电路上板载六轴加速度传感器、三轴地磁传感器，对作业型水下机器人进行姿态解析。
所述电子舱只通过水密接头与附加模块连接，不具备除控制、通信、姿态解析外的其他功能；所示电子舱与其他模块使用下端盖处的水密接头11通过总线形式进行通信；本发明具有布线简洁、操作简便、方便开发升级、拓展性高、维护简单等优点，适用于作业型水下机器人及其他相关水下设备。
所述作业型水下机器人电子舱的传感器模块端口可以匹配挂载各种传感器模块，其原因是总线通信中的主机和从机均具备独立的ID；传感器端口为位于耐压壳体下部水密接头11。
所述作业型水下机器人电子舱下端盖处与六个均布的通孔连接的水密接头连接电机模块，电机模块有交流电机及直流电机两种，其中与第一通孔5、第二通孔6、第三通孔7、第四通孔8连接的水密接头与直流电机模块连接，与第五通孔9、第六通孔10连接的水密接头与交流电机模块连接。根据功能的需求、电机模块与相应的水密接头连接。这样设计的原因是每一个PWM调制GPIO只能输出PWM调制信号并按照设定好的程序输出，不能接收信息；直流电机模块相比交流电机模块需多连接两个I/O接口，用于控制电机正反转。

Claims (3)

1.一种作业型水下机器人电子舱，包括耐压壳体和内部控制电路，所述的耐压壳体包括主体(1)、下端盖(2)、上端盖(3)；所述的上端盖(3)和下端盖(2)通过螺栓固定在主体(1)的上下两端，其特征在于；
所述的上端盖(3)上留有一个上端盖通孔(4)，用于安装上端盖水密接头，上端盖水密接头一端与外置电池组连接，为电子舱供电，另一端与耐压壳体内部控制电路的供电电路引脚连接，给控制电路供电；
所述的下端盖(2)中部留有中心通孔(11)，用于安装下端盖水密接头，该下端盖水密接头一端与外置的可一转多的水密接头连接，外置的水密接头与其他附加模块连接，即所述的电子舱只通过水密接头与附加模块连接，不具备除控制、通信、姿态解析外的其他功能；下端盖水密接头另一端与耐压壳体内部控制电路的通信总线引脚连接；所述的中心通孔(11)周围均匀分布六个通孔，均用于安装下端盖水密接头，下端盖水密接头一端与电机模块连接，另一端与耐压壳体内部控制电路的电机控制IO引脚连接；
所述的控制电路固定在耐压壳体主体(1)内部，控制电路上板载六轴加速度传感器、三轴地磁传感器，对作业型水下机器人进行姿态解析。
2.根据权利要求1所述的一种作业型水下机器人电子舱，其特征在于，所述的电机模块有交流电机及直流电机两种。
3.根据权利要求1或2所述的一种作业型水下机器人电子舱，其特征在于，所述的控制电路采用stm32f103vct6作为控制芯片。
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