CN208165239U - 一种无人船的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种无人船的控制系统，包括：依次电连接的主控制器、执行控制器、驱动控制电路和电机；主控制器，用于接收来自用户的航行控制信号，根据航行控制信号生成航行控制指令并发送给执行控制器；执行控制器，用于接收航行控制指令，根据航行控制指令生成用于控制驱动控制电路的驱动指令，并将驱动指令发送给驱动控制电路；驱动控制电路，用于接收驱动指令，并通过驱动指令控制电机转动，以使得所述电机带动船体航行。通过本申请，用户能够通过遥控器对船只进行控制，无需用户利用船桨划船或者用脚蹬踏板进行航行，省时省力，给用户带来了很大的方便。
Description
技术领域
本申请涉及自动控制技术领域，具体而言，涉及一种无人船的控制系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们的水上活动也随之增多，比如钓鱼和水上活动。以钓鱼为例，用户在行驶的船上挂载活动设备(比如寻鱼器或者打窝器)，并一边划船一边利用挂载的活动设备来钓鱼。
但是，用户在利用船只进行钓鱼时，需要人工利用船桨划船或者用脚蹬踏板进行航行，费时费力，给用户带来较大的不便。
实用新型内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种无人船的控制系统，用户能够通过遥控器对船只进行控制，省时省力，给用户带来了很大的方便。
第一方面，本申请实施例提供了一种无人船的控制系统，包括：依次电连接的主控制器、执行控制器、驱动控制电路和电机；
所述主控制器，用于接收来自用户的航行控制信号，根据所述航行控制信号生成航行控制指令并发送给所述执行控制器；
所述执行控制器，用于接收所述航行控制指令，根据所述航行控制指令生成用于控制所述驱动控制电路的驱动指令，并将所述驱动指令发送给所述驱动控制电路；
所述驱动控制电路，用于接收所述驱动指令，并通过所述驱动指令控制所述电机转动，以使得所述电机带动船体航行。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统还包括检流电路；所述检流电路分别与所述驱动控制电路和所述执行控制器电连接；
所述检流电路，用于检测所述驱动控制电路在工作时的电流值，并将检测到的所述电流值转换为电压值发送给所述执行控制器；
所述执行控制器，还用于接收所述电压值，将所述电压值转换为电流值，并在确定所述电流值大于预设电流值时，控制所述驱动控制电路停止工作。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统中，
所述执行控制器，还用于将所述电流值大于预设电流值的检测结果发送给所述主控制器；
所述主控制器，还用于接收所述检测结果，根据所述检测结果启动报警。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统还包括遥控器；所述遥控器与所述主控制器通信连接；
所述遥控器，用于根据用户的控制操作生成对应于所述控制操作的航行控制信号，并将所述航行控制信号发送给所述主控制器；
所述主控制器具体用于，在接收到所述检测结果后，生成报警指示信息并发送给所述遥控器；
所述遥控器，用于接收所述报警指示信息，根据所述报警指示信息启动报警。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统中，还包括速度检测器，所述速度检测器与所述主控制器连接；
所述速度检测器，用于检测船体的航行速度信息，并将检测到的所述航行速度信息发送至所述主控制器；
所述执行控制器还用于，在确定所述电流值小于等于所述预设电流值时，向所述主控制器发送控制成功的反馈信息；
所述主控制器还用于，接收所述航行速度信息和所述反馈信息，并根据所述航行速度信息和所述反馈信息，生成航行指示信息给所述遥控器；
所述遥控器，还用于接收所述航行指示信息，并显示所述航行指示信息。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统，还包括电源模块；所述电源模块与所述主控制器电连接；
所述电源模块，用于为所述主控制器以及与所述主控制器电连接的其他器件供电。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统中，所述电源模块包括电池和DC/DC模块；所述电池通过所述DC/DC模块与所述主控制器电连接；
所述电池，用于为所述无人船的控制系统提供电压；
所述DC/DC模块，用于将所述电池提供的电压转换为预设的输出电压。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统中，所述电源模块还包括低压差线性稳压器；所述DC/DC模块通过所述低压差线性稳压器分别与所述主控制器和所述执行控制器电连接。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统中，所述驱动控制电路为两个，所述电机为两个；其中，每一个所述驱动控制电路对应控制一个电机。
结合第一方面的第八种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述的无人船的控制系统中，所述检流电路为两个，每一个检流电路对应连接一个驱动控制电路。
本申请实施例提供的一种无人船的控制系统，能够通过依次电连接的主控制器、执行控制器、驱动控制电路和电机；根据来自用户的航行控制信号控制电机转动，用以带动无人船航行，通过本申请的无人船的控制系统，用户能够通过遥控器对船只进行控制，无需用户利用船桨划船或者用脚蹬踏板进行航行，省时省力，给用户带来了很大的方便。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的一种无人船的控制系统的结构示意图。
图2示出了本申请实施例所提供的安装有电机的无人船的结构示意图。
图3示出了本申请实施例所提供的另一种无人船的控制系统的结构示意图。
图4示出了本申请实施例所提供的另一种无人船的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
考虑到现有技术中，用户利用船只进行钓鱼时，需要人工利用船桨划船或者用脚蹬踏板进行航行，费时费力，给用户带来较大的不便。基于此，本申请实施例提供了一种无人船的控制系统，下面通过实施例进行描述。
本申请实施例提供了一种无人船的控制系统，如图1所示，包括：依次电连接的主控制器10、执行控制器20、驱动控制电路30和电机40；
主控制器10，用于接收来自用户的航行控制信号，根据航行控制信号生成航行控制指令并发送给执行控制器20；
执行控制器20，用于接收航行控制指令，根据航行控制指令生成用于控制驱动控制电路30的驱动指令，并将驱动指令发送给驱动控制电路30；
驱动控制电路30，用于接收驱动指令，并通过驱动指令控制电机40转动。
本申请实施例中，主控制器10和执行控制器20均可以为微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)。这里，主控制器10(也即MCU1)与执行控制器20(也即MCU2)通过通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)连接或者通过控制器局域网络总线(Controller Area Network,CAN总线)连接。
具体实施方式中，来自用户的航行控制信号可以是前进控制信号、后退控制信号、左转控制信号或者右转控制信号。以前进控制信号为例，MCU1在接收到前进控制信号后，生成前进控制指令，MCU2接收该前进控制指令，对该前进控制指令进行解析，并根据解析得到的前进控制指令生成用于控制驱动控制电路30的驱动指令，这里的驱动指令为PWM信号，驱动控制电路30则根据PWM信号驱动电机40转动。
图2示出了第一电机40a和第二电机40b在无人船上的安装结构图，本申请实施例中，驱动控制电路30为两个，分别为第一驱动控制电路30a和第二驱动控制电路30b；电机40为两个，分别为第一电机40a和第二电机40b。其中，每一个驱动控制电路30对应控制一个电机40，本申请实施例中，第一驱动控制电路30a控制第一电机40a，第二驱动控制电路30b控制第二电机40b。
具体实施方式中，若MCU2接收到前进控制指令，则通过前进PWM信号，控制第一驱动控制电路30a和第二驱动控制电路30b工作，进而由第一驱动控制电路30a控制第一电机40a正传，由第二驱动控制电路30b控制第二电机40b正传；
若MCU2接收到后退控制指令，则通过后退PWM信号，控制第一驱动控制电路30a和第二驱动控制电路30b工作，进而由第一驱动控制电路30a控制第一电机40a反传，由第二驱动控制电路30b控制第二电机40b反传；
若MCU2接收到左转控制指令，则通过左转PWM信号，控制第一驱动控制电路30a和第二驱动控制电路30b工作，进而由第一驱动控制电路30a控制第一电机40a反传，由第二驱动控制电路30b控制第二电机40b正传，实现电机40快速左转；
若MCU2接收到右转控制指令，则通过右转PWM信号，控制第一驱动控制电路30a和第二驱动控制电路30b工作，进而由第一驱动控制电路30a控制第一电机40a正传，由第二驱动控制电路30b控制第二电机40b反传，实现电机40快速右转。
实际中，由于MCU2和第一驱动控制电路30a组成的电机控制系统与MCU2和第二驱动控制电路30b组成的电机控制系统存在差异，所以在以上控制策略中，MCU1需要根据船体的当前姿态对船体的航行路线进行实时辅助调节(也即给MCU1给MCU2辅助调节指令)，以保证船体的航行路线不会偏航。
比如，若MCU1向MCU2发送前进控制指令，MCU2、第一驱动控制电路30a、第二驱动控制电路30b组成的电机控制系统对该前进控制指令的响应结果可能会使船体的航行路线偏离前进路线，因此，MCU1还会根据船体的当前姿态对船体进行实时辅助调节(比如船体的当前姿态偏向前进路线的左方，则MCU1还会向MCU2发送右转控制指令以对船体的当前航行路线进行调整)，目的为了保证船体准确的按照前进路线航行。
本申请实施例提供的一种无人船的控制系统，能够通过依次电连接的主控制器10、执行控制器20、驱动控制电路30和电机40；根据来自用户的航行控制信号控制电机40转动，用以带动无人船航行，通过本申请的无人船的控制系统，用户能够通过遥控器60对船只进行控制，无需用户利用船桨划船或者用脚蹬踏板进行航行，省时省力，给用户带来了很大的方便。
如图3和图4所示，为了保证电机40的正常运行状态，本申请实施例提供的无人船的控制系统，还包括检流电路50；检流电路50分别与驱动控制电路30和执行控制器20电连接；
检流电路50，用于检测驱动控制电路30在工作时的电流值，并将检测到的所述电流值转换为电压值发送给执行控制器20；
执行控制器20，还用于接收所述电压值，将所述电压值转换为电流值，并在确定所述电流值大于预设电流值时，控制驱动控制电路30停止工作。
这里，检流电路50的作用是实时监测驱动控制电路以及电机40在工作过程中的电流值，由于检流电路50无法将采集的电流值直接发送给执行控制器20(即MCU2)，因此，检流电路50需要将采集的电流值转换为电压值，并将电压值发送给MCU2。MCU2在采集到电压值后，在将该电压值转换成电流值，并将转换得到的电流值与预设电流值进行比较，MCU2在确定转换得到的电流值大于预设电流值时，通过生成停止指令驱动控制电路30停止工作。
本申请实施例中，检流电路50为两个，分别为第一检流电路50a和第二检流电路50b，第一检流电路50a分别与执行控制器20和第一驱动控制电路30a电连接，第二检流电路50b分别与执行控制器20和第二驱动控制电路30b电连接。
在本申请实施例中，确定电流值是否大于预设电流值可以由MCU2中预先配置的软件程序执行，也可以增加比较器，由比较器执行。
本申请实施例中，在驱动控制电路30或者电机40出现异常状况后，需要及时通知用户，基于此，本申请实施例提供中，
执行控制器20，还用于将电流值大于预设电流值的检测结果发送给主控制器10；
主控制器10，还用于接收检测结果，根据检测结果启动报警。
通常情况下，在驱动控制电路30或者电机40故障时，会使得驱动控制电路30中的电流值增大，因此，当执行控制器20确认接收到的电流值大于预设电流值后，将电流值大于预设电流值的检测结果发送给主控制器10，由主控制器10启动报警。
本申请实施例中，主控制器10启动报警的方式为，向位于用户侧的遥控器60发送报警指示信息，进一步的，如图3所示，本申请实施例提供的无人船的控制系统还包括遥控器60；遥控器60与主控制器10通信连接；
遥控器60，用于根据用户的控制操作生成对应于控制操作的航行控制信号，并将航行控制信号发送给主控制器10；
主控制器10具体用于，在接收到检测结果后，生成报警指示信息并发送给遥控器60；
遥控器60，用于接收报警指示信息，根据报警指示信息启动报警。
本申请实施例中，用户可以通过遥控器60向主控制器10发送航行控制信号，以便通过主控制器10、执行控制器20和驱动控制电路30控制电机40转动，进而通过电机40带动无人船航行。
本申请实施例中，遥控器60可以通过启动蜂鸣器启动报警，也可以通过闪烁指示灯启动报警。
进一步的，本申请实施例提供的无人船的控制系统中，执行控制器20还用于，在确定电流值小于等于预设电流值时，向主控制器10发送控制成功的反馈信息；
主控制器10还用于，在接收到控制成功的反馈信息时，生成航行指示信息给遥控器60；
遥控器60，还用于接收航行指示信息，并显示航行指示信息。
这里，在驱动控制电路30和电机40正常运行时，执行控制器20还需要向主控制器10发送驱动控制电路30和电机40正常运行的反馈信息，并由主控制器10向遥控器60发送航行指示信息，并由遥控器60显示航行指示信息，以便用户获知无人船的航行状态。
进一步的，如图3和图4所示，本申请实施例提供的还包括电源模块70；电源模块70与主控制器10电连接；
电源模块70，用于为主控制器10以及与主控制器10电连接的其他器件供电。
具体实施方式中，电源模块70包括：电池、DC/DC模块和低压差线性稳压器LDO；电池与DC/DC模块电连接，DC/DC模块通过低压差线性稳压器LDO与主控制器10和执行控制器20连接；
电池，用于为无人船的控制系统提供电压；
DC/DC模块，用于调整电池提供的电压转换为预设的输出电压。
低压差线性稳压器LDO，用于降低DC/DC模块的纹电压，提高主控制器10和执行控制器20模拟电压的采集精度。
本申请实施例中，通过电源模块70为主控制器10、执行控制器20以及控制系统中的其他器件供电，保证整个无人船的控制系统的正常运行。
本申请实施例提供的一种无人船的控制系统，能够通过依次电连接的主控制器10、执行控制器20、驱动控制电路30和电机40；根据来自用户的航行控制信号控制电机40转动，用以带动无人船航行，通过本申请的无人船的控制系统，用户能够通过遥控器60对船只进行控制，无需用户利用船桨划船或者用脚蹬踏板进行航行，省时省力，给用户带来了很大的方便。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种无人船的控制系统，其特征在于，包括：依次电连接的主控制器、执行控制器、驱动控制电路和电机；
所述主控制器，用于接收来自用户的航行控制信号，根据所述航行控制信号生成航行控制指令并发送给所述执行控制器；
所述执行控制器，用于接收所述航行控制指令，根据所述航行控制指令生成用于控制所述驱动控制电路的驱动指令，并将所述驱动指令发送给所述驱动控制电路；
所述驱动控制电路，用于接收所述驱动指令，并通过所述驱动指令控制所述电机转动，以使得所述电机带动船体航行。
2.根据权利要求1所述的无人船的控制系统，其特征在于，还包括检流电路；所述检流电路分别与所述驱动控制电路和所述执行控制器电连接；
所述检流电路，用于检测所述驱动控制电路在工作时的电流值，并将检测到的所述电流值转换为电压值发送给所述执行控制器；
所述执行控制器，还用于接收所述电压值，将所述电压值转换为电流值，并在确定所述电流值大于预设电流值时，控制所述驱动控制电路停止工作。
3.根据权利要求2所述的无人船的控制系统，其特征在于，
所述执行控制器，还用于将所述电流值大于预设电流值的检测结果发送给所述主控制器；
所述主控制器，还用于接收所述检测结果，根据所述检测结果启动报警。
4.根据权利要求3所述的无人船的控制系统，其特征在于，还包括遥控器；所述遥控器与所述主控制器通信连接；
所述遥控器，用于根据用户的控制操作生成对应于所述控制操作的航行控制信号，并将所述航行控制信号发送给所述主控制器；
所述主控制器具体用于，在接收到所述检测结果后，生成报警指示信息并发送给所述遥控器；
所述遥控器，用于接收所述报警指示信息，根据所述报警指示信息启动报警。
5.根据权利要求4所述的无人船的控制系统，其特征在于，还包括速度检测器，所述速度检测器与所述主控制器连接；
所述速度检测器，用于检测船体的航行速度信息，并将检测到的所述航行速度信息发送至所述主控制器；
所述执行控制器还用于，在确定所述电流值小于等于所述预设电流值时，向所述主控制器发送控制成功的反馈信息；
所述主控制器还用于，接收所述航行速度信息和所述反馈信息，并根据所述航行速度信息和所述反馈信息，生成航行指示信息给所述遥控器；
所述遥控器，还用于接收所述航行指示信息，并显示所述航行指示信息。
6.根据权利要求1所述的无人船的控制系统，其特征在于，还包括电源模块；所述电源模块与所述主控制器电连接；
所述电源模块，用于为所述主控制器以及与所述主控制器电连接的其他器件供电。
7.根据权利要求6所述的无人船的控制系统，其特征在于，所述电源模块包括电池和DC/DC模块；所述电池通过所述DC/DC模块与所述主控制器电连接；
所述电池，用于为所述无人船的控制系统提供电压；
所述DC/DC模块，用于将所述电池提供的电压转换为预设的输出电压。
8.根据权利要求7所述的无人船的控制系统，其特征在于，所述电源模块还包括低压差线性稳压器；所述DC/DC模块通过所述低压差线性稳压器分别与所述主控制器和所述执行控制器电连接。
9.根据权利要求2所述的无人船的控制系统，其特征在于，所述驱动控制电路为两个，所述电机为两个；其中，每一个所述驱动控制电路对应控制一个电机。
10.根据权利要求9所述的无人船的控制系统，其特征在于，所述检流电路为两个，每一个检流电路对应连接一个驱动控制电路。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20181130 |