一种用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置的制作方法

本发明涉及一种用于水下机器人的控制装置，具体地，涉及一种用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置。

背景技术：

水下机器人，或叫遥控无人潜水器(remoteoperationalvehicle，rov)，是一种利用自身搭载的仪器设备在水下进行人为操纵作业的潜水设备。

目前，水下机器人的控制系统千差万别，无法形成一个标准的行业配件，具有以下缺点：1.电动推进器型号多样性；2.驱动方式多样性；3.通讯或控制方式多样性；4.推进器布置多样性；5.推进器使用数量不同；6.不同传感器系统。这些条件的限制，无法形成一个完全覆盖的水下机器人控制系统来实现这些需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于水下机器人的控制装置，提高水下机器人的控制系统的集成度，实现电动推进器控制系统的模块化设计，解决推进器多样性的兼容问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的装置为板形结构，包含底板、前面板以及连接器；所述的底板上表面设为电路板，所述的电路板上设有cpu模块、fpga模块、通讯接口、输出接口以及相应的电路；所述的前面板设置在底板的前端，所述的连接器设置在底板的后端。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的装置的尺寸为长160mm×宽100mm×高20mm，或长105mm×宽100mm×高20mm。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的电路中包含电源和绝缘监测电路。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的电源和绝缘监测电路与cpu模块电连接，cpu模块还与fpga模块和通讯接口分别电连接，fpga模块与输出接口电连接。输出接口包括模拟量和数字量接口。cpu即centralprocessingunit，一种超大规模的集成电路，作为数据运算核心(core)和控制核心(controlunit)。fpga即field-programmablegatearray，现场可编程门阵列，是作为专用集成电路(asic)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。通讯接口接收数据的收入，利用基于串行通讯方式实现外部通讯协议传输，cpu模块实现算法运行及绝缘监测，fpga模块实现多通道推进器的输出接口的分配，接口可以实现灵活配置。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的底板为矩形平板，底板两侧距离该侧电路板的边缘分别留有长条形的空白区域，构成导轨，便于板形结构的安装和拔插。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的导轨宽度为3mm。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的底板的四角分别设有安装孔，设置在底板前端的两个安装孔用于安装固定前面板，设置在底板后端的两个安装孔用于安装固定连接器。安装孔为圆形空孔，直径优选为3mm，在安装孔处通过螺栓将前面板和连接器与底板固定。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的连接器为欧式连接器。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的前面板为矩形的操作和显示面板，前面板上设有一个与前面板长度方向一致的长条形开口。长条形开口的高度优选为7mm。所述的前面板高度优选为20mm，型号为4hp前面板，主要用于各种机箱、电源、服务器等。

上述的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，其中，所述的长条形开口内设有指示灯和数字接口，所述的指示灯和数字接口安装在底板上的电路板上，并从前面板的长条形开口出露出，数字接口优选为8位数字接口。所述的底板与前面板垂直。所述装置的安装及布置方式为：将4hp前面板安装于电路板上的前端处，再将欧式连接器通过连接器底座与电路板的后端连接。

本发明提供的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置具有以下优点：

本发明是一种用于水下机器人矢量布置推进器控制的控制器，能够提高水下机器人的控制系统的集成度，实现电动推进器控制系统的模块化设计，解决推进器多样性的兼容问题，具有安装及插拔方便，可扩展性强，可以减少重复开发的成本及人力等优点。

附图说明

图1为本发明的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置结构示意图。

图2为本发明的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置系统原理图。

图3为本发明的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置前面板示意图。

其中：1、底板；2、前面板；3、连接器；4、电路板；5、cpu模块；6、fpga模块；7、通讯接口；8、输出接口；9、电源和绝缘监测电路；10、导轨；11、安装孔；12、长条形开口；13、指示灯和数字接口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图1所示，本发明提供的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，该装置为板形结构，包含底板1、前面板2以及连接器3；底板1上表面设为电路板4，电路板4上设有cpu模块5、fpga模块6、通讯接口7、输出接口8以及相应的电路；前面板2设置在底板1的前端，连接器3设置在底板1的后端。

电路中包含电源和绝缘监测电路9。电源和绝缘监测电路9与cpu模块5电连接，cpu模块5还与fpga模块6和通讯接口7分别电连接，fpga模块6与输出接口8电连接。输出接口8包括模拟量和数字量接口。

底板1为矩形平板，底板1两侧距离该侧电路板4的边缘分别留有长条形的空白区域，构成导轨10，便于板形结构的安装和拔插。

底板1的四角分别设有安装孔11，设置在底板1前端的两个安装孔11用于安装固定前面板2，设置在底板1后端的两个安装孔11用于安装固定连接器3。

前面板2为矩形的操作和显示面板，前面板2上设有一个与前面板2长度方向一致的长条形开口12。

长条形开口12内设有指示灯和数字接口13，指示灯和数字接口13安装在底板1上的电路板4上。底板1与前面板2垂直。

下面结合实施例对本发明提供的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置做更进一步描述。

实施例1

一种用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，该装置为板形结构，包含底板1、前面板2以及连接器3；底板1上表面设为电路板4，电路板4上设有cpu模块5、fpga模块6、通讯接口7、输出接口8以及相应的电路；前面板2设置在底板1的前端，连接器3设置在底板1的后端。

电路中包含电源和绝缘监测电路9。电源和绝缘监测电路9与cpu模块5电连接，cpu模块5还与fpga模块6和通讯接口7分别电连接，fpga模块6与输出接口8电连接。输出接口8包括模拟量和数字量接口。cpu即centralprocessingunit，一种超大规模的集成电路，作为数据运算核心(core)和控制核心(controlunit)。fpga即field-programmablegatearray，现场可编程门阵列，是作为专用集成电路(asic)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。通讯接口7接收数据的收入，利用基于串行通讯方式实现外部通讯协议传输，cpu模块5实现算法运行及绝缘监测，fpga模块6实现多通道推进器的输出接口8的分配，接口可以实现灵活配置。参见图2所示。

该装置的尺寸为长160mm×宽100mm×高20mm，或长105mm×宽100mm×高20mm。

底板1为矩形平板，底板1两侧距离该侧电路板4的边缘分别留有长条形的空白区域，构成导轨10，便于板形结构的安装和拔插。导轨10宽度为3mm。

底板1的四角分别设有安装孔11，设置在底板1前端的两个安装孔11用于安装固定前面板2，设置在底板1后端的两个安装孔11用于安装固定连接器3。安装孔11为圆形空孔，直径优选为3mm，在安装孔11处通过螺栓将前面板2和连接器3与底板1固定。连接器3为欧式连接器。

前面板2为矩形的操作和显示面板，前面板2上设有一个与前面板2长度方向一致的长条形开口12。长条形开口12的高度优选为7mm。前面板2高度优选为20mm，型号为4hp前面板2，主要用于各种机箱、电源、服务器等。前面板2上显示tx表明传输介质为双绞线，fx表明传输介质为光纤，func(即function的缩写)为功能选择键，reset为重置键，diag为诊断键，还设有电压显示。参见图3所示。

长条形开口12内设有指示灯和数字接口13，指示灯和数字接口13安装在底板1上的电路板4上，并从前面板2的长条形开口12出露出，数字接口优选为8位数字接口。底板1与前面板2垂直。

该装置的安装及布置方式为：将4hp前面板2安装于电路板4上的前端处，再将欧式连接器通过连接器3底座与电路板4的后端连接。

本发明提供的用于控制水下机器人多通道矢量布置推进器的装置，设有4hp的前面板2及欧式的连接器3接口形式，安装及插拔方便，可扩展性强，模块化设计，可以减少重复开发的成本及人力；能够提高水下机器人的控制系统的集成度，实现电动推进器控制系统的模块化设计，解决推进器多样性的兼容问题。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。