CN203792346U - 一种水下作业机械手探头的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动控制技术领域，尤其是一种具有多探头的水下作业机械手探头的控制系统。它包括主控器和安装于机械手上的三探头阵列组，主控器包括用于接收上位机命令和回波中断信号并下发控制指令的控制电路、用于接收控制指令并进行指令输出的发射电路和用于将回波信号进行放大并产生控制电路可识别的脉冲中断信号的接收电路，发射电路和接收电路连接在控制电路和三探头阵列组之间，接收电路和控制电路之间还连接有噪音滤除电路。本实用新型利用设置的噪音滤除电路消除信号传递过程中的噪音干扰，并利用接收电路对回波信号进行放大，以提高信号传递的精确度，具有很强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制技术领域，尤其是一种具有多探头的水下作业机械手探头的控制系统。
背景技术
水下作业机械手，实质上是一种特种机器人，其用以代替人类去完成一些水下作业任务，尤其是在深海探测领域被广泛应用，由于工作环境极为恶劣，因此，对机械手的控制系统具有较高的要求，以保证机械手安全、准确的工作。
目前，行业内采用的水下作业机械手探头的控制电路，尤其是具有多探头的机械手，其结构均较为复杂，而且由于涉及到智能化控制软件，造成整个控制部分成本十分高昂，同时，传统的水下作业机械手的探头接收到的信号十分微弱，而噪音信号又较强，严重影响了信号传递的精确度，进而出现机械手控制效果差的问题。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单、除噪效果明显、信号传递精度高的水下作业机械手探头的控制系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种水下作业机械手探头的控制系统，它包括主控器和安装于机械手上的三探头阵列组，所述主控器包括用于接收上位机命令和回波中断信号并下发控制指令的控制电路、用于接收控制指令并进行指令输出的发射电路和用于将回波信号进行放大并产生控制电路可识别的脉冲中断信号的接收电路，所述发射电路和接收电路连接在控制电路和三探头阵列组之间；所述接收电路和控制电路之间还连接有噪音滤除电路。
优选地，所述控制电路包括一MSP430型16位混合信号处理器。
优选地，所述发射电路包括第一三极管、第二三极管、第一场效应管、第一线圈和换能器电路；
第一三极管的发射极和第二三极管的发射极共同连接第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极连接第一线圈的初级，所述第一线圈的次级连接换能器电路；
所述第一三极管的基极和第二三极管的基极共同连接有振荡电路，所述振荡电路连接控制电路，所述换能器电路连接三探头阵列组。
优选地，所述接收电路包括信号处理芯片、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第一电感；
所述第一电阻并联在第三三极管的基极和集电极之间，所述第二电阻与第三电阻串联在第三三极管的基极和发射极之间，所述第三三极管的发射极通过第一电容连接在信号处理芯片的AMTIF脚上，所述第二电容、第四电阻和第一电感均并联在信号处理芯片的LMD脚和LEDDO脚上。
优选地，所述噪音滤除电路包括依次连接的幅值滤波电路和余震滤波电路，所述幅值滤波电路连接接收电路的输出端，所述余震滤波电路连接控制电路。
由于采用了上述方案，本实用新型利用设置的噪音滤除电路消除信号传递过程中的噪音干扰，并利用接收电路对回波信号进行放大，以提高信号传递的精确度，具有很强的实用性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的控制原理图；
图2是本实用新型实施例的发射电路的结构图；
图3是本实用新型实施例的接收电路的结构图；
图4是本实用新型实施例的噪音滤除电路的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本实施例的水下作业机械手探头的控制系统，它包括主控器和安装于机械手上的三探头阵列组1；其中，主控器包括用于接收上位机命令和回波中断信号并下发控制指令的控制电路2、用于接收控制指令并进行指令输出的发射电路3和用于将回波信号进行放大并产生控制电路2可识别的脉冲中断信号的接收电路4，发射电路3和接收电路4连接在控制电路2和三探头阵列组1之间；控制电路2由MSP430型16位混合信号处理器构成，以接收上位机命令、控制发射电路2的发射命令和发射时间、接收回波中断信号以及进行数据处理向上位机返回探测距离值和方位值等；由于三探头阵列组1接收到的信号十分微弱，而噪音信号又较强，为了提高测量精度，在接收电路4和控制电路2之间还连接有噪音滤除电路。
如图2所示，本实施例的发射电路2包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一场效应管Q4、第一线圈T1和换能器电路；其中，第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极共同连接第一场效应管Q4的栅极，第一场效应管Q4的漏极连接第一线圈T1的初级，第一线圈T1的次级连接换能器电路；同时，第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的基极共同连接有振荡电路5，以通过振荡电路5连接控制电路2，而换能器电路则连接三探头阵列组1。由此，当控制电路2下发控制指令后，由震荡电路5产生500KHz的方波信号，信号经过放大后被加到第一场效应管Q4的栅极，以提高相应速度。
如图3所示，本实施例的接收电路4包括信号处理芯片U7、第三三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R4、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和第一电感L1；其中，第一电阻R1并联在第三三极管Q3的基极和集电极之间，第二电阻R2与第三电阻R3串联在第三三极管Q3的基极和发射极之间，第三三极管Q3的发射极通过第一电容C1连接在信号处理芯片U7的AMTIF脚上，第二电容C2、第四电阻R4和第一电感L1均并联在信号处理芯片U7的LMD脚和LEDDO脚上。接收电路4对回波信号进行放大后使工作频率的信号进一步放大并使其他频率的信号进行衰减，然后将信号传送到噪音滤除电路。
噪音滤除电路6包括依次连接的幅值滤波电路6和余震滤波电路7，幅值滤波电路6连接接收电路4的输出端，余震滤波电路7连接控制电路2，如图4所示，利用噪音滤除电路对噪音信号进行两次滤除，即：第一次为幅值滤波电路6，通过调节比较器U8A的阈值，可以将微弱的噪音信号进行完全滤除；第二次是余震滤波电路7，通过控制电路2中的处理器输出的关门信号控制比较器U8B反相端的高电平持续时间，从而消除余震信号产生的中断，从而最终将中断信号传送至控制电路2中的处理器内，以进行信号的最终处理，得出探测时间并计算距离。
另外，控制电路2还连接有一用于显示探测时间和探测距离的方位显示器8。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种水下作业机械手探头的控制系统，它包括主控器和安装于机械手上的三探头阵列组，其特征在于：所述主控器包括用于接收上位机命令和回波中断信号并下发控制指令的控制电路、用于接收控制指令并进行指令输出的发射电路和用于将回波信号进行放大并产生控制电路可识别的脉冲中断信号的接收电路，所述发射电路和接收电路连接在控制电路和三探头阵列组之间；所述接收电路和控制电路之间还连接有噪音滤除电路。
2.如权利要求1所述的一种水下作业机械手探头的控制系统，其特征在于：所述控制电路包括一MSP430型16位混合信号处理器。
3.如权利要求2所述的一种水下作业机械手探头的控制系统，其特征在于：所述发射电路包括第一三极管、第二三极管、第一场效应管、第一线圈和换能器电路；
第一三极管的发射极和第二三极管的发射极共同连接第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极连接第一线圈的初级，所述第一线圈的次级连接换能器电路；
所述第一三极管的基极和第二三极管的基极共同连接有振荡电路，所述振荡电路连接控制电路，所述换能器电路连接三探头阵列组。
4.如权利要求2所述的一种水下作业机械手探头的控制系统，其特征在于：所述接收电路包括信号处理芯片、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第一电感；
所述第一电阻并联在第三三极管的基极和集电极之间，所述第二电阻与第三电阻串联在第三三极管的基极和发射极之间，所述第三三极管的发射极通过第一电容连接在信号处理芯片的AMTIF脚上，所述第二电容、第四电阻和第一电感均并联在信号处理芯片的LMD脚和LEDDO脚上。
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种水下作业机械手探头的控制系统，其特征在于：所述噪音滤除电路包括依次连接的幅值滤波电路和余震滤波电路，所述幅值滤波电路连接接收电路的输出端，所述余震滤波电路连接控制电路。
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| CN201420084848.2U CN203792346U (zh) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | 一种水下作业机械手探头的控制系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107774554A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-09 | 通用电气公司 | 换能器系统和换能器控制方法 |
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