CN109300299A - 一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，包括采矿机构，所述采矿机构通过光纤与船上岸上控制室连接，所述采矿机构的内部设置有主控制器，所述主控制器的输出端电性连接有摄像头，且摄像头的数目为四组，所述主控制器的输出端电性连接有马达，所述主控制器的输出端电性连接有舵机。本发明通过采用远程操作，可以极大降低海底采矿的成本，海底采矿的规模进一步扩大，随着人工智能的进一步发展，还可以利用人工智能技术替代人力去识别分析视频图像并发出控制指令去进行24小时不间断采矿，且在设备上面不需要更新，只需要优化地面程序，从而提高了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域领域，具体为一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统。
背景技术
现阶段，随着地面矿产的挖掘和矿物价格的上涨，海底采矿变得有利可图。同时，利用海底矿物也有利于文明的可持续发展，目前的海底采矿设备比较缺乏，价格昂贵，普及不广泛，阻碍了海底矿产的进一步开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，包括采矿机构，所述采矿机构通过光纤与船上岸上控制室连接，所述采矿机构的内部设置有主控制器，所述主控制器的输出端电性连接有摄像头，且摄像头的数目为四组，所述主控制器的输出端电性连接有马达，所述主控制器的输出端电性连接有舵机，所述主控制器的输出端电性连接有射灯控制板，所述船上岸上控制室内部包括带光纤路由器和普通台式电脑，所述带光纤路由器通过网线与普通台式电脑连接。
优选地，所述主控制器的输出端电性连接有DDR，所述主控制器的输出端电性连接有EMMC,所述主控制器的输出端电性连接有单片机，所述单片机的输出端电性连接有光耦隔离，所述光耦隔离的输出端电性连接有电性连接有马达驱动电路，所述主控制器的输出端电性连接有传感器。
优选地，所述主控制器的输出端电性连接有太网芯片，且太网芯片的输出端电性连接有转光纤信号芯片。
优选地，所述控制器设置在密封箱的内部，且密封箱材质为经过阳极氧化的铝镁合金，所述密封箱的内部设置有干燥剂。
优选地，所述主控制器通过光纤与带光纤路由器连接。
优选地，所述单片机通过光纤与马达、舵机和射灯电性连接。
优选地，所述带光纤路由器连接有WIFI路由器，通过WIFI路由器连接有手机和平板电脑，手机和平板电脑内设置有相适应的APP。
优选地，所述马达驱动电路用H全桥可以驱动直流电机正反转，用三相桥结合传感器可以驱动无刷电机正反转。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了目前的海底采矿设备价格昂贵的的问题，且使标准更统一，通信距离更长，且普及广泛较广，并且采用的元件足以满足工程要求，工艺要求简单，从而降低了成本，且该种海底采矿设备可以装配与任何型号的海底采矿机械和机器人，对于解决目前海底采矿设备价格高昂，供应不足有非常大的意义，且通过采用远程操作，可以极大降低海底采矿的成本，海底采矿的规模进一步扩大，随着人工智能的进一步发展，还可以利用人工智能技术替代人力去识别分析视频图像并发出控制指令去进行24小时不间断采矿，且在设备上面不需要更新，只需要优化地面程序，从而提高了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明控制系统工作流程；
图2为本发明主控制器T3主板硬件设计框图；
图3为本发明单片机的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供的一种实施例：一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，包括采矿机构，所述采矿机构通过光纤与船上岸上控制室连接，所述采矿机构的内部设置有主控制器，所述主控制器的输出端电性连接有摄像头，且摄像头的数目为四组，所述主控制器的输出端电性连接有马达，所述主控制器的输出端电性连接有舵机，所述主控制器的输出端电性连接有射灯控制板，所述船上岸上控制室内部包括带光纤路由器和普通台式电脑，所述带光纤路由器通过网线与普通台式电脑连接。
本发明通过主控制器接入4路摄像头，且摄像头分别为姿态传感器、指南针、9轴陀螺仪和海洋深度传感器，且采矿机构通过主控制器上的摄像头采集视频信号，然后视频信号通过光纤导入带光纤路由器，然后带光纤路由器将视频信号通过网线导入普通台式电脑，使拍摄的视频信号在普通台式电脑上显示，便于根据当前状况进行遥控，然后普通台式电脑通过网线向带光纤路由器下达马达控制指令，使带光纤路由器通过光纤将马达控制指令导入主控制器内，从而控制采矿机构运行。
请着重参详附图2，所述主控制器的输出端电性连接有DDR，所述主控制器的输出端电性连接有EMMC,所述主控制器的输出端电性连接有单片机，所述单片机的输出端电性连接有光耦隔离，所述光耦隔离的输出端电性连接有电性连接有马达驱动电路，所述主控制器的输出端电性连接有传感器。
该种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统通过主控制器发送指令控制单片机带动马达驱动电路，从而精确的控制所有马达舵机的正反转，完成移动和机械臂动作。
请着重参详附图2，所述主控制器的输出端电性连接有太网芯片，且太网芯片的输出端电性连接有转光纤信号芯片。
该种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统通过以控制器为核心，用太网芯片与船上的计算机系统进行通信，且太网芯片通过光纤将视频信号，传感器数据和控制信号导入普通台式电脑的内部。
请着重参详附图1，所述主控制器设置在密封箱的内部，且密封箱材质为经过阳极氧化的铝镁合金，所述密封箱的内部设置有干燥剂，所述主控制器通过光纤与带光纤路由器连接。
该种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统通过主控制器将控制器设置在密封箱的内部，且密封箱采用阳极氧化的铝镁合金，对主控制器进行保护，从而提高了主控制器得到使用寿命，且通过光纤将主控制器采集的视频信号导入带光纤路由器内。
请着重参详附图2，所述单片机通过光纤与马达、舵机和射灯电性连接。
该种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统通过光纤将单片机与马达、舵机和射灯电性连接，通过单片机电平的高低控制马达、舵机和射灯，且单片机通过光纤驱动马达，从而可以同时驱动三相交流电机、直流电机、舵机和射灯。
请着重参详附图1，所述带光纤路由器连接有WIFI路由器，通过WIFI路由器连接有手机和平板电脑，手机和平板电脑内设置有相适应的APP。
该种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统通过在带光纤路由器上连接有WIFI路由器，使光纤路由器通过光纤将视频信号导入WIFI路由器，通过手机和平板电脑上设置的APP对视频信号进行观察，然后手机和平板电脑对WIFI路由器下达马达控制指令，WIFI路由器接收并将马达控制指令导入光纤路由器。
请着重参详附图2和3，所述马达驱动电路用H全桥可以驱动直流电机正反转，用三相桥结合传感器可以驱动无刷电机正反转。
该种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统通过H全桥使马达驱动电路驱动直流电机正反转，且通过三相桥结合传感器使马达驱动电路驱动无刷电机正反转，从而精确的控制所有马达舵机的正反转，完成移动和机械臂动作。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，包括采矿机构，其特征在于：所述采矿机构通过光纤与船上岸上控制室连接，所述采矿机构的内部设置有主控制器，所述主控制器的输出端电性连接有摄像头，且摄像头的数目为四组，所述主控制器的输出端电性连接有马达，所述主控制器的输出端电性连接有舵机，所述主控制器的输出端电性连接有射灯控制板，所述船上岸上控制室内部包括带光纤路由器和普通台式电脑，所述带光纤路由器通过网线与普通台式电脑连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，其特征在于：所述主控制器的输出端电性连接有DDR，所述主控制器的输出端电性连接有EMMC,所述主控制器的输出端电性连接有单片机，所述单片机的输出端电性连接有光耦隔离，所述光耦隔离的输出端电性连接有电性连接有马达驱动电路，所述主控制器的输出端电性连接有传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，其特征在于：所述主控制器的输出端电性连接有太网芯片，且太网芯片的输出端电性连接有转光纤信号芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，其特征在于：所述控制器设置在密封箱的内部，且密封箱材质为经过阳极氧化的铝镁合金，所述密封箱的内部设置有干燥剂。
5.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，其特征在于：所述主控制器通过光纤与带光纤路由器连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，其特征在于：所述单片机通过光纤与马达、舵机和射灯电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，其特征在于：所述带光纤路由器连接有WIFI路由器，通过WIFI路由器连接有手机和平板电脑，手机和平板电脑内设置有相适应的APP。
8.根据权利要求3所述的一种基于光纤通信的遥控海洋采矿机器人控制系统，其特征在于：所述马达驱动电路用H全桥可以驱动直流电机正反转，用三相桥结合传感器可以驱动无刷电机正反转。
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