一种用于水下充电的控制系统的制作方法

本实用新型属于无人机起降平台相关设备技术领域，具体涉及一种用于水下充电的控制系统。

背景技术：

近年来随着无人机技术的不断发展,无人机技术越来越多的应用于各种场景。目前我国海军部队大量使用无人机进行侦查、搜救等任务，但是在海面上无法进行无人机的停靠和充电；为了使得无人机能够方便、安全的停靠和充电，在海上设置一些能够漂移、潜伏的无人机起降平台，为无人机进行起降提供方便。

另外海底定点设置有很多电子设备，这些电子设备目前都是一次性的使用，主要原因是回收充电比较困难，在电能耗尽后基本就失去使用的作用，这导致其使用有了很大的局限性。

如果能够利用无人机起降平台的对水下的电子设备进行充电，不仅可以充分发挥无人机起降平台的优势，使得无人机起降平台应用更为广泛。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有水下布设的电子设备充电不便的问题，提供一种水下布设的电子设备充电的控制系统。

为此，本实用新型提供了用于水下充电的控制系统，包括充电控制器，电源电路，第一电机驱动模块，第二电机驱动模块，吸盘控制电路，充电控制电路，红外定位模块，所述电源电路分别与第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、充电控制器电连接，用于提供第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、充电控制器工作所需的电能；所述充电控制器与第一电机驱动模块，用于通过第一电机驱动模块控制第一电机的工作状态；所述充电控制器与第二电机驱动模块，用于通过第二电机驱动模块控制第一电机的工作状态；所述充电控制器与红外定位模块电连接，用于控制红外定位模块进行定位检测，以便确认充电位置；充电控制器与吸盘控制电路电连接，用于通过吸盘控制电路控制电磁吸盘的工作状态，充电控制器还与充电控制电路电连接，用于控制对水下设备的充电的状态。

所述充电控制器为DPS数字控制器，其型号为TMS320。

所述红外定位模块的型号为ZLM40AD850-10BD。

所述吸盘控制电路包括电阻R4，电阻R5，电阻R6，三极管Q1，三极管Q2，所述三极管Q1的发射极与电源电路输入端电连接，三极管Q1的集电极为吸盘控制电路的输出端，三极管Q1的基极通过电阻R5与三极管Q2的集电极电连接，三极管Q2的发射极与接地端电连接，三极管Q2的基极通过电阻R6与充电控制器电连接，电阻R4设置于三极管Q1的发射极与基极之间。

吸盘控制电路与充电控制电路相同。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种用于水下充电的控制系统，能够控制与无人机起降平台结合的水下充电装置，为水下布设的电子设备进行充电，不仅扩展了无人机起降平台的应用领域，而且使得水下布设的电子设备能够应用更久的时间，大大延长了水下电子设备的使用时间，节省了再次布设水下电子设备的成本；而且该水下充电的控制系统，电路简单，兼容性好，能够与无人机起降平台进行很好的结合。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是水下充电的机械装置控制系统原理示意图。

图2是吸盘控制电路与充电控制电路示意图。

图3是第一电机驱动模与第二电机驱动模块电路示意图。

图4是用于水下充电的机械装置平面示意图。

图5是用于水下充电的机械装置立体示意图。

图6是充电头结构示意图。

图7是水下充电的机械装置与无人机起降平台连接示意图。

图中：1、连接座；2、第一连接臂；3、第一连接臂的一端；4、第一连接臂的另一端；5、第二连接臂；6、第二连接臂的一端；7、第二连接臂的一端；8、充电头；9、倒钩；10、底座；11、电磁吸盘；12、充电感应线圈；13、红外定位模块；14、安装座。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

为了解决现有水下布设的电子设备充电不便的问题，本实施例提供了一种如图1所示的用于水下充电的控制系统，包括充电控制器，电源电路，第一电机驱动模块，第二电机驱动模块，吸盘控制电路，充电控制电路，红外定位模块，所述电源电路分别与第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、充电控制器电连接，用于提供第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、充电控制器工作所需的电能；所述充电控制器与第一电机驱动模块，用于通过第一电机驱动模块控制第一电机的工作状态；所述充电控制器与第二电机驱动模块，用于通过第二电机驱动模块控制第一电机的工作状态；所述充电控制器与红外定位模块电连接，用于控制红外定位模块进行定位检测，以便确认充电位置；充电控制器与吸盘控制电路电连接，用于通过吸盘控制电路控制电磁吸盘的工作状态，充电控制器还与充电控制电路电连接，用于控制对水下设备的充电的状态。

所述充电控制器为DPS数字控制器，其型号为TMS320，该型号的控制器具有150MHz的高速处理能力，具备32位浮点处理单元，6个DMA通道支持ADC、McBSP和 EMIF，有多达18路的PWM输出，其中有6路为TI特有的更高精度的PWM输出 (HRPWM)，12位16通道ADC。得益于其浮点运算单元，用户可快速编写控制算法而无需在处理小数操作上耗费过多的时间和精力，与前代DSP相比，平均性能提高50%，并与定点C28x控制器软件兼容，从而简化软件开发，缩短开发周期，降低开发成本。

如图2所示，所述吸盘控制电路主要用于控制电磁吸盘11的工作电路的通断，该吸盘控制电路主要包括电阻R4，电阻R5，电阻R6，三极管Q1，三极管Q2，所述三极管Q1的发射极与电源电路输入端电连接，三极管Q1的集电极为吸盘控制电路的输出端，三极管Q1的基极通过电阻R5与三极管Q2的集电极电连接，三极管Q2的发射极与接地端电连接，三极管Q2的基极通过电阻R6与充电控制器电连接，电阻R4设置于三极管Q1的发射极与基极之间。

上述的充电控制电路与吸盘控制电路与相同，其主要作用是起到控制对水下电子设备充电的电路通断。

图3所示为第一电机驱动模与第二电机驱动模块电路示意图，以便第一电机、第二电机进行工作，从而达到调节下述机械装置的角度的目的。

另外，红外定位模块的型号为ZLM40AD850-10BD，该型号的红外定位模块具有体积小、功率低，工作寿命长的特点，经过防水处理好，应用于该水下充电控制系统中，不仅成本低廉，而且效果显著，能够很好的起到辅助定位的效果，确保充电头与电子设备的准确定位。

实施例2

上述用于水下充电的控制系统可用来控制如图4、图5所示的用于水下充电的机械装置，该机械装置主要包括连接座1，第一连接臂2，第二连接臂5，所述第一连接臂2的一端3与连接座1活动联接；第一连接臂2的另一端4与第二连接臂5的一端6活动连接，所述第二连接臂5的另一端7上设置有充电头8。

如图4所示，所述连接座1内部设置有电机，所述第一连接臂2的一端3与电机的动力输出轴连接，使得电机能够带动第一连接臂2在竖直方向进行旋转，所述第一连接臂2的另一端4的内部设置有第二电机，所述第二连接臂5的一端6与第二电机的动力输出轴连接，使得第二电机能够带动第二连接臂5在水平方向进行旋转；这样就可以调节在水平方向和竖直方向调节充电头8的充电角度，确保充电头8能够以最佳的角度与水下电子设备进行接触，从而通过充电头8上设置的充电感应线圈12进行电磁感应，完成充电。

所述充电头8与第二连接臂5的另一端7之间还设置有倒钩9，用于勾起、翻转水下的电子设备，以便调整水下的电子设备的姿态，方便进行充电。

如图6所示，所述充电头8包括底座10，所述底座10上设置有安装座14，所述安装座14中心处设置有红外定位模块13，用于定位查找水下电子设备的充电口，所述红外定位模块13的外围套设有充电感应线圈12，所述充电感应线圈12的外围设置有电磁吸盘11，用于固定充电头8与水下电子设备的充电口，使得充电过程充电头8与水下电子设备的充电口的连接更加的稳固，确保充电的稳定进行。

最佳的设计方式是将上述电磁吸盘11设置三个，以红外定位模块13为中心，两两夹角为120°设置，这样利用三角形的稳定性，不仅稳定性好，而且更容易对充电头8与水下电子设备的充电口进行固定。

如图7所示是水下充电的机械装置与无人机起降平台连接示意图，水下充电的机械装置设置于无人机起降平台的下方；无人机起降平台浮于水面上时可以进行无人机的起降，对无人机进行充电；无人机起降平台沉于水面下时可以对水下布设电子设备的进行充电；其工作的电能主要来源于无人机起降平台上设置的太阳能光伏转换的电能，该定能通过蓄电池存储，以便后续进行无人机与水下电子设备的充电使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。