全文摘要
本实用新型提供一种AUV航行控制系统，包括水下AUV外壳，所述外壳内设有主控制器、运动控制器、数传电台、电源单元、传感定位单元，所述主控制器分别与运动控制器、数传电台、电源单元信号相连，所述运动控制器分别与无刷直流电机、方向舵机电性相连，所述无刷直流电机输出轴与螺旋桨相连，所述方向舵机输出轴与方向舵相连，所述电源单元为主控制器、运动控制器、数传电台、无刷直流电机、方向舵机、传感定位单元供电，本实用新型减轻了主控制器的工作负担，提升了响应时间，使AUV航行控制系统可扩展强和运算处理能力优越，具有广阔的运用前景。
主设计要求
1.一种AUV航行控制系统，包括水下AUV外壳，其特征在于，所述外壳内设有主控制器、运动控制器、数传电台、电源单元、传感定位单元，所述主控制器分别与运动控制器、数传电台、电源单元信号相连，所述运动控制器分别与无刷直流电机、方向舵机电性相连，所述无刷直流电机输出轴与螺旋桨相连，所述方向舵机输出轴与方向舵相连，所述电源单元为主控制器、运动控制器、数传电台、无刷直流电机、方向舵机、传感定位单元供电。
设计方案
1.一种AUV航行控制系统，包括水下AUV外壳，其特征在于，所述外壳内设有主控制器、运动控制器、数传电台、电源单元、传感定位单元，所述主控制器分别与运动控制器、数传电台、电源单元信号相连，所述运动控制器分别与无刷直流电机、方向舵机电性相连，所述无刷直流电机输出轴与螺旋桨相连，所述方向舵机输出轴与方向舵相连，所述电源单元为主控制器、运动控制器、数传电台、无刷直流电机、方向舵机、传感定位单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种AUV航行控制系统，其特征在于，所述电源单元包括锂电池组、HM4063集成电路芯片、充电电路与放电电路，所述充电电路输入端与位于外壳上的充电端口相连，充电电路输出端与HM4063集成电路芯片、锂电池组依次电相连，所述锂电池组还与HM4063集成电路芯片、放电电路依次电性相连，所述放电电路输出端分别与主控制器、运动控制器、数传电台、传感定位单元、无刷直流电机、方向舵机电性相连。
3.根据权利要求2所述的一种AUV航行控制系统，其特征在于，所述HM4063集成电路芯片与主控芯片信号相连。
4.根据权利要求1所述的一种AUV航行控制系统，其特征在于，所述传感定位单元包括北斗\/GPS双模卫星单元、捷联惯导单元、多普勒计程仪、压力传感器、高度传感器，上述元件均与主控制器信号相连。
5.根据权利要求1所述的一种AUV航行控制系统，其特征在于，所述主控制器还与存储单元信号相连。
6.根据权利要求1所述的一种AUV航行控制系统，其特征在于，所述主控制器为C8051F020型主控芯片，所述运动控制器为STM32型主控单片机。
7.根据权利要求4所述的一种AUV航行控制系统，其特征在于，所述北斗\/GPS双模卫星单元为UM220北斗定位芯片。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及水下AUV控制技术领域，尤其涉及一种AUV航行控制系统。
背景技术
无人船是一种水上智能化测量平台，主要用于在近海、河流、湖泊、水库等水域的水文、水环境和水生态监测与信息采集，并在实时处理和分析的基础上，将信息传送给岸基接收设备，日常水文、水环境和水生态观测方式仍以控制断面、抽样和定点观测为主，观测平台也是传统的拖揽或拖曳式小型无人船、手工采样器和便携式测量设备，操作过程费时费力，且能获取的数据量十分有限。水上无人船是解决这些问题的有效工具，它具有无人化、智能化、可扩展和操作方便等特点。无人船控制系统是保证水上无人船正常工作的核心部件。在实现本实用新型实施例的过程中，发明人发现现有的无人船控制系统处理能力差，扩展能力不足，不能运行复杂算法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种AUV航行控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种AUV航行控制系统，包括水下AUV外壳，所述外壳内设有主控制器、运动控制器、数传电台、电源单元、传感定位单元，所述主控制器分别与运动控制器、数传电台、电源单元信号相连，所述运动控制器分别与无刷直流电机、方向舵机电性相连，所述无刷直流电机输出轴与螺旋桨相连，所述方向舵机输出轴与方向舵相连，所述电源单元为主控制器、运动控制器、数传电台、无刷直流电机、方向舵机、传感定位单元供电。
优选的，所述电源单元包括锂电池组、HM4063集成电路芯片、充电电路与放电电路，所述充电电路输入端与位于外壳上的充电端口相连，充电电路输出端与HM4063集成电路芯片、锂电池组依次电相连，所述锂电池组还与HM4063集成电路芯片、放电电路依次电性相连，所述放电电路输出端分别与主控制器、运动控制器、数传电台、传感定位单元、无刷直流电机、方向舵机电性相连。
优选的，所述HM4063集成电路芯片与主控芯片信号相连。
优选的，所述传感定位单元包括北斗\/GPS双模卫星单元、捷联惯导单元、多普勒计程仪、压力传感器、高度传感器、姿态传感器、超短基线定位声纳，上述元件均与主控制器信号相连。
优选的，所述主控制器还与存储单元信号相连。
优选的，所述主控制器为C8051F020型主控芯片，所述运动控制器为STM32型主控单片机。
优选的所述北斗\/GPS双模卫星单元为UM220北斗定位芯片。
与现有技术相比，本实用新型达到的有益效果如下：
本实用新型提供的一种AUV航行控制系统，采用主控制器接收来自运动控制器、数传电台、电源单元、传感定位单元的数据信息，采用运动控制器分别对无刷直流电机、方向舵机进行控制，主控制器只需接收运动控制器的反馈信息，有效的减轻了主控制器的工作负担，提升了响应时间，使AUV航行控制系统可扩展强和运算处理能力优越，具有广阔的运用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种AUV航行控制系统的结构图。
图中，1-主控制器，2-运动控制器，3-数传电台，4-HM4063集成电路芯片，5-充电电路，6-放电电路，7-锂电池组，8-捷联惯导单元，9-多普勒计程仪，10-压力传感器，11-高度传感器，12-北斗\/GPS双模卫星单元，13-充电端口，14-母船上位机，15-无刷直流电机，16-方向舵机，17-存储单元。
具体实施方式
为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。
参见图1，一种AUV航行控制系统，包括水下AUV外壳，所述外壳内设有主控制器1、运动控制器2、数传电台3、电源单元、传感定位单元，所述主控制器1分别与运动控制器2、数传电台3、电源单元信号相连，所述运动控制器2分别与无刷直流电机15、方向舵机16电性相连，所述无刷直流电机15输出轴与螺旋桨相连，所述方向舵机16输出轴与方向舵相连，所述电源单元为主控制器1、运动控制器2、数传电台3、无刷直流电机15、方向舵机16、传感定位单元供电。
其中，运动控制器2用与根据主控制器1的指令，对无刷直流电机15的转速进行控制，进而对螺旋桨的转速进行控制，实现对AUV的水下速度进行控制，同时还可操控方向舵机16对AUV上的方向舵进行调整，进而实现对AUV的转向调节。
主控制器1用于接收来自运动控制器2、数传电台3、电源单元、传感定位单元的信号，可监控运动控制器2的运行情况，通过电源单元可监控AUV电池情况，了解剩余电量以及锂电池状态，同时还可通过数传电台3向外界传递AUV的状态信息，数传电台3可以采用高性能、远距离的433M频率无线电台，传输距离最高可达6KM，传感定位单元包括北斗\/GPS双模卫星单元12、捷联惯导单元8、多普勒计程仪9、压力传感器10、高度传感器11，其中北斗\/GPS双模卫星单元12采用UM220北斗定位芯片，具有能耗低、定位精度较高的特点，能够在恶劣条件下工作，还支持北斗或GPS单一模式输出或者北斗和GPS组合模式输出；
捷联惯导单元8为光纤陀螺捷联惯导系统可获得AUV的水下位置、航向以及姿态信息；
通过多普勒计程仪9可获得AUV相对于海底的运动速度，其采用美国Link Quest公司NavQuest600Micro型号的多普勒计程仪9，具有着小体积、轻重量、快而且稳定的数据输出的特点，相比同类产品测量范围更长而震荡更小；
通过压力传感器10可获得AUV的实际深度，具体方式为，通过压力传感器10获得水下的压强，通过水下压强、压强测量位置的重力加速度以及液体密度，算出压力传感器10的深度，该深度即为AUV的水下深度；
通过高度传感器11可获得AUV与海底之间的距离数据，将上述数据传递至主控制器1器，主控制器1根据上述数据实时调整AUV的运行状态。
优选的，主控制器1上还设有若干数据接口，可外接温盐深仪CTD、合成孔径声呐、侧扫声呐、多波束声呐、浅地层剖面仪、水下摄像头和照明灯等现有水下检测元件。
具体的，电源单元包括锂电池组7、HM4063集成电路芯片4、充电电路5与放电电路6，所述充电电路5输入端与位于外壳上的充电端口13相连，在AUV位于母船上时，通过外壳上的充电端口13外接220V电源对锂电池组7进行充电，HM4063集成电路芯片4可对锂电池组7的充电过程进行管理，同时HM4063集成电路芯片4还可对锂电池组7输出的电流进行分配，保证主控制器1、运动控制器2、数传电台3、电源单元、传感定位单元的元件能正常工作，同时HM4063集成电路芯片4还可将电池的充\/放电状态信息传递至主控制器1，主控制器1通过数传电台3可将上述状态信息传递至母船上位机14中。
具体的，所述主控制器1为C8051F020型主控芯片，所述运动控制器2为STM32型主控单片机，上述元件可满足运行速度快、能够及时响应的要求。
具体的，所述主控制器1还与存储单元17相连，存储单元17为内置于AUV的SD数据卡，可存储水下元件的检测数据，例如水下摄像头的图像数据、侧扫声钠的波形数据。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822276392.0
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:66(海南)
授权编号:CN209132641U
授权时间:20190719
主分类号:G05D 1/02
专利分类号:G05D1/02
范畴分类:40E;31B;
申请人:海南职业技术学院
第一申请人:海南职业技术学院
申请人地址:570100 海南省海口市龙华区南海大道95号
发明人:郑荣才;黎琼;刘俊;葛红剑;李亚定;吕菊平
第一发明人:郑荣才
当前权利人:海南职业技术学院
代理人:陈欢
代理机构:44202
代理机构编号:广州三环专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计