CN201493850U

CN201493850U - 一种微型水下机器人控制装置

Info

Publication number: CN201493850U
Application number: CN2009202036040U
Authority: CN
Inventors: 孙凯; 李智刚
Original assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Current assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2019-09-25

Abstract

本实用新型公开一种微型水下机器人控制装置，包括操纵杆、PC机和移动硬盘；操纵杆为包括按钮和摇杆的游戏手柄，通过USB接口与PC机输入端相连，为PC机提供控制信号，PC机输出端通过控制线缆与微型水下机器人相连，还通过USB接口与移动硬盘相连；其中，所述PC机存有控制程序，定时采集、读取、分析控制量数据，PC机还设有显示器，用于显示控制量数据；所述移动硬盘内设有数据库，用于存储操纵杆的控制量数据。本实用新型采用USB接口的手柄作为控制信号装置，具有体积小、重量轻、极低功耗的特点，且价格便宜，特别适合微型ROV自备有限能源的实际情况。

Description

一种微型水下机器人控制装置

技术领域

本实用新型公开一种微型水下机器人控制装置，具体说可应用于微型水下机器人的控制量数据的实时采集、存储。

背景技术

水下机器人(ROV)是一种可以在海底游动、作业或从事专门工作的水下潜水装置。目前，ROV在我国已经有着非常广泛的应用，特别是在海洋研究、海洋石油勘探、海上救生、海洋地质、地貌、矿产看弹调查等领域，ROV均发挥着不可替代的作用。

微型ROV是ROV家族中特殊的一种，微型ROV自带能源，运动灵巧，携有微型摄像机和传感器，可以扩展载人潜水器的观测范围，能深入载人潜水器不便或不敢进入的狭小复杂区域进行工作，避免危险，增加了载人潜水器的安全性；它可以从艇外拍摄载人潜水器的作业情况，对深海热液等局部区域的精细观测和作业具有重要意义；它可以预先检查载人潜水器在未知水域的坐底区域，也能进行推进器和艇体外部故障的检查，微型ROV引起特殊的构造和特征正在成为ROV研究开发领域新的研究热点。

微型ROV因其体积小、自带能源，对其控制量采集装置和方法也提出了新的要求。控制量采集装置和方法在保证功能的前提下功耗要尽量降低，重量和体积要尽量小。通常情况下，微型ROV采用摇杆和按钮作为产生控制量的设备，摇杆可以提供一定范围的连续变化的模拟量，按钮提供开关量，摇杆和按钮具有一定的体积和质量，且需要配备专门的电源提供能量，更为重要的是必须为二者提供专门的模拟量和数字量采集设备进行控制量的采集，这又需要消耗一定的有效体积、质量、功率，适合于对体积、质量、功耗要求不高的场合。摇杆和按钮价格不菲，特别是进口的产品价格极高，一个两自由度的摇杆价格甚至达到几万美元，一个简单的进口品牌按钮价格也可以达到几千美元，远远超出了一般用户的承受能力，不适合于大批量的采用。这就要求微型ROV控制系统要朝着更小体积、更低质量、更低功耗的方向发展，不仅便于携带，而且对于节能环保有着积极的意义。控制量的采集装置必须有电脑作为上位机，但普通PC机体积、重量功耗均不适合微型ROV的特点，所以采集装置需配备专门的PC机。

实用新型内容

针对现有技术中摇杆和按钮造价昂贵与摇杆和按钮体积、质量、功耗要求较高带来的困扰，本实用新型的目的是提供一种微型水下机器人控制系统控制量数据采集的装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

包括操纵杆、PC机和移动硬盘；操纵杆为包括按钮和摇杆的游戏手柄，通过USB接口与PC机输入端相连，为PC机提供控制量数据，PC机输出端通过控制线缆与微型水下机器人相连，PC机输出端还通过USB接口与移动硬盘相连；其中，所述PC机内设有主板，操纵杆通过USB接口与主板相连，主板通过USB接口与移动硬盘相连；PC机内还存有控制程序，用于定时采集、读取、分析控制量数据，PC机内还设有显示器，用于显示控制量数据；所述移动硬盘内设有数据库，用于存储控制量数据。所述按钮的控制量数据为数字量数据，摇杆的控制量数据为模拟量数据。所述PC机通过电源接口连接电源模块；所述电源模块为整个装置供电。

采用PC机内存有控制程序控制方法；所述控制程序流程如下：PC机开始运行；检测USB接口状态是否正常；若正常，则安装游戏手柄；检测游戏手柄安装过程是否正常；若正常，则运行游戏手柄；检测游戏手柄运行状态是否正常；若正常，则建立、并连接数据库；定时采集控制量数据；判断是否结束游戏手柄运行状态；若否，则读取、分析、存储游戏手柄控制量数据，回到判断是否结束游戏手柄运行状态步骤。若判断是否结束游戏手柄运行状态为是，则关闭数据库连接并关闭定时器，退出运行。若检测USB接口状态发生异常、游戏手柄安装过程发生异常、游戏手柄运行状态发生异常或者建立、并连接数据库失败，则PC机进行提示或报警，并退出运行。

本实用新型具有如下有益效果：

1.游戏手柄便宜实用。采用USB接口的游戏手柄为PC机提供控制量数据，具有体积小、重量轻、极低功耗的特点，并且价格便宜，特别适合微型ROV自备有限能源的实际情况。

2.PC机特殊选择的主板、硬盘等装置也具有体积小、重量轻、携带方便的特点，与微型水下机器人配合使用十分合适。

3.具有数据存储功能。可以将采集到控制数据存储在数据库内，便于使用者收集、分析和使用数据。

附图说明

图1是本实用新型结构框图。

图2是本实用新型控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括操纵杆、PC机和移动硬盘；操纵杆为包括按钮和摇杆的游戏手柄，通过USB接口与PC机输入端相连，为PC机提供控制量数据，PC机输出端通过控制线缆与微型水下机器人相连，PC机输出端还通过USB接口与移动硬盘相连；其中，所述PC机内设有主板，操纵杆通过USB接口与主板相连，主板通过USB接口与移动硬盘相连；PC机内还存有控制程序，用于定时采集、读取、分析控制量数据，PC机内还设有显示器，用于显示控制量数据；所述移动硬盘内设有数据库，用于存储控制量数据。所述按钮的控制量数据为数字量数据，摇杆的控制量数据为模拟量数据。所述PC机通过电源接口连接电源模块；所述电源模块为整个装置供电。

如图2所示，采用PC机内存有控制程序的控制方法，其中所述控制程序包括以下步骤：PC机开始运行；检测USB接口状态是否正常；若正常，则安装游戏手柄；检测游戏手柄安装过程是否正常；若正常，则运行游戏手柄；检测游戏手柄运行状态是否正常；若正常，则建立、并连接数据库；定时采集控制量数据；判断是否结束游戏手柄运行状态；若否，则读取、分析、存储游戏手柄数据，回到判断是否结束游戏手柄运行状态步骤。若判断是否结束游戏手柄运行状态为是，则关闭数据库连接并关闭定时器，退出运行。无论出于何种情况，若检测结果发生异常，则PC机进行提示或报警，并退出运行。

具体工作过程举例如下：

游戏手柄采用的是北通公司的BTP-C031型游戏手柄，其上主要的设备为摇杆和按键。摇杆有着连续、有界的行程，按键有着“开”和“关”两种相反的状态，与应用于工控场合的摇杆和按钮有着极为相似的特点。

PC机特殊选择的主板是研华公司的小型主板AIMB210，硬盘是三星公司的笔记本硬盘HMI160-HI。将BTP-C031通过USB延长线连接主板AIMB210的USB接口，AIMB210通过串口连接硬盘HMI160-HI，AIMB210通过电源接口连接电源研华电源模块OP-20PZE，为系统提供电源。

同时，采用微软的VisualStdio2005开发采集程序，采用微软Direct XSDK 9.0类库作为连接工具使游戏手柄与采集程序进行对接；采用OleDB技术进行数据存储；使用Direct X SDK 9.0类库的方法为在VisualStdio2005引用Direct X和Direct Input动态链接。

PC机开机后，检测与游戏手柄的USB接口连接情况，检测主板、硬盘等硬件的运行情况；如果全部正常，启动PC机内采集程序，通过游戏手柄控制微型水下机器人的运行，通过PC机内的显示器观察微型水下机器人的运行情况，并将运行数据存储在硬盘内，以便收集微型水下机器人在水下的工作状态。

Claims

1.一种微型水下机器人控制装置，其特征在于：

包括操纵杆、PC机和移动硬盘；操纵杆为包括按钮和摇杆的游戏手柄，通过USB接口与PC机输入端相连，PC机输出端通过控制线缆与微型水下机器人相连，PC机输出端还通过USB接口与移动硬盘相连；其中，所述PC机内设有主板，操纵杆通过USB接口与主板相连，主板通过USB接口与移动硬盘相连，PC机内还设有显示器；所述移动硬盘内设有数据库。

2.按照权利要求1所述微型水下机器人控制装置，其特征在于：所述PC机通过电源接口连接电源模块；所述电源模块为整个装置供电。