一种基于手机控制的水下直升机及控制方法技术

本发明专利技术提出了一种基于手机控制的水下直升机及控制方法。本发明专利技术包括电源模块电路、控制模块电路、通信模块电路、电机驱动模块与检测模块电路；电源模块电路为控制模块电路、通信模块电路、及电机驱动模块与检测模块电路供电，通信模块电路的输出端与控制模块电路的输入端相连接，控制模块电路的输出端与电机驱动模块与检测模块电路的输入端相连接。本发明专利技术是基于现实技术的不足，研发了一种新型水下运载器，它可以通过手机蓝牙通信控制水下直升机，不需要其他专用上位机进行控制，简单便捷。可以实现5个自由度运动，能在水下悬停和定深运动等，兼具ROV机动灵活和AUV自主性强的特点。

A helicopter and the control method of underwater control based on mobile phone

The invention provides an underwater helicopter based on mobile phone control and a control method thereof. The invention comprises a power supply module circuit, control circuit, communication module circuit module, motor drive module and a detection module circuit; power module drive circuit module and a detection module circuit for power supply control module circuit, communication module circuit, communication module and motor, the output end of the circuit and the control circuit module is connected with the input end of the input end of the output end. The control module circuit and motor drive circuit module and a detection module connected. The invention is based on the deficiency of the reality technology, and develops a new type of underwater vehicle, which can control the underwater helicopter through the Bluetooth communication of the mobile phone, and does not need other special upper computer to control, and is simple and convenient. It can realize 5 degrees of freedom motion, can hover in the water and depth motion, and has the characteristics of flexible ROV and strong autonomy of AUV.

【技术实现步骤摘要】
一种基于手机控制的水下直升机及控制方法
本专利技术属于运动控制领域，尤其涉及基于手机控制的水下直升机。
技术介绍
我国是一个海洋大国，绵长的海岸线给了我们丰富的海洋资源，然而水下环境恶劣危险，人的潜水深度又十分有限，如果使用水下机器人来代替人们进行水下观测、作业等任务能极大地提高工作效率、最大可能地减少人员伤亡。水下探测机器人能帮助人们完成海洋考察、水下摄影、大坝检修等多种危险的作业任务，极大地拓展了我们在海洋下的活动范围。进入21世纪，海洋作为人类尚未开发的处女地，已经成为国际上战略竞争的焦点。海洋中面积辽阔，蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源和能源，而水下机器人作为一种高新技术设备，在海底这块人类未来最现实的可发展空间中扮演着至关重要的角色，因而受到了人们的广泛关注。国外海洋技术发达的国家都对水下智能机器人的研究与开发给予了很大的关注与投入，其科技成果也是遥遥领先。我国863计划实施之初到现在一直将机器人技术列为重点支持方向，我国是海洋大国，要提高海洋科技水平，向海洋强国的目标迈进，这也从侧面揭示了我国在海洋科技水平上的不足。目前，远程遥控技术和大型机器人已经在军事、工业生产中普遍应用。小型机器人则在普通民用的行列中应用较为广泛。这些技术应用的范围非常大，发展前景远大，在各个行业中担当着极其重要的角色。浙江省是一个海洋大省，对海洋资源的有效运用能加速我省经济的持续快速发展。我们团队的水下探测机器人极具实用性，主要目的是帮助人们拓展水下的活动空间和活动范围，为探索海洋资源、检修水下管道、水下生物观测等提供更好更安全的探索方式，帮助人们更好地利用海洋资源，最大程度上不受时间和空间的限制。水下探测机器人对科研教学、水下娱乐、水下考古等方面均有重大意义。
技术实现思路
本专利技术基于当前水下机器人运载器存在诸多不足之处，我们研发了一种基于手机控制的水下直升机，它可以通过手机控制，轻便灵活，可以实现5个自由度运动，能在水下悬停和定深运动等，兼具ROV机动灵活和AUV自主性强的特点。本专利技术一种基于手机控制的水下直升机包括电源模块电路、控制模块电路、通信模块电路、电机驱动模块与检测模块电路；电源模块电路为控制模块电路、通信模块电路、及电机驱动模块与检测模块电路供电，通信模块电路的输出端与控制模块电路的输入端相连接，控制模块电路的输出端与电机驱动模块与检测模块电路的输入端相连接。电源模块电路包括12V转换为5V电路和5V转换为3.3V电路。其中12V转换为5V电路包括第一电源管理芯片U3、第五滤波电容C5的、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8、一个按钮开关；电源管理芯片U3型号为AM1117(+5V)；第一电源管理芯片U3的1脚、与第五滤波电容C5的负极、第七滤波电容C7的负极、第六滤波电容C6的一端、第八滤波电容C8的一端连接并联电源地；第一电源管理芯片3脚、第六滤波电容C6的另一端、第五滤波电容C5的正极通过按钮开关接+12V；第一电源管理芯片的2脚与第七滤波电容C7的正极、第八滤波电容C8的另一端相连并作为+5V直流电源；5V电压转换为3.3V电路包括第二电源管理芯片U2、第一滤波电容C1的、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、一个熔断丝F1；所述的第二电源管理芯片型号为AM1117(+3.3V)；第二电源管理芯片U2的1脚、第一滤波电容C1的负极、第三滤波电容C3的负极和、第二滤波电容C2的一端、第四滤波电容C4的一端均与电源地连接；第二电源管理芯片U2的3脚与第二滤波电容C2的一端、第一滤波电容C1的正极、熔断丝F1的一端，熔断丝F1的另一端与+5V直流电源输出端连接；第二电源管理芯片U2的2脚与第三滤波电容C3的正极、第四滤波电容C4的另一端相连，并作为输出直流电源3.3V；控制模块电路包括单片机控制芯片U1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第二十九滤波电容C29、第三十滤波电容C30、第三十一滤波电容C31、第三十二滤波电容C32、第三十三滤波电容C33、第一开关按键S1、第一晶振Y1、第二晶振Y2、电池BAT1、2x3排针BOOT；单片机控制芯片U1的25脚与第三十三滤波电容C33的一端、第十六电阻R16的一端、第一开关按键S1的一端相连；第十六电阻R16的另一端与+3.3V相连，第三十三滤波电容C33的另一端第一开关按键S1的一端连接并联电源地；单片机控制芯片U1的23脚与第二晶振Y2的一端、第十三电阻R13的一端、第三十一滤波电容C31的一端相连；单片机控制芯片U1的24脚与第十三电阻R13的另一端、第二晶振Y2的另一端、第三十二滤波电容C32的一端相连；第三十一滤波电容C31另一端、第三十二滤波电容C32的另一端都与电源地相连。单片机控制芯片U1的6脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端相连接；第十四电阻R14的另一端接+3.3V，第十五电阻R15的另一端接电池正极，电池负极接地；单片机控制芯片U1的8脚与第十一电阻R11的一端相连，第一晶振Y1的一端与第十一电阻R11的另一端、第二十九滤波电容C29的一端相连；单片机控制芯片U1的9脚与第十二电阻R12的一端相连，第二晶振Y2的另一端与第三十滤波电容C30的一端相连；第三十滤波电容C30、第二十九滤波电容C29的另一端都与电源地相连。单片机控制芯片U1的48脚通过第三十电阻R30与2x3排针BOOT1管脚3相连，单片机控制芯片U1的138脚通过第三十一电阻R31与2x3排针BOOT管脚4相连，2x3排针BOOT1管脚1、2都接+3.3V，2x3排针BOOT管脚5、6都接地；单片机控制芯片U1的16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地。单片机控制芯片U1的17脚、52脚、39脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚接+3.3V。单片机控制芯片U1在文中未提到的管脚置空；所述的单片机控制芯片U1是整个控制驱动模块的核心控制芯片，是基于32位的ARMCortex-M3处理器STM32F103ZET6。通信模块电路包括第一通讯控制芯片U4、第二通讯控制芯片U5、第二电阻R2、第三电阻R3、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第一三脚接线端子H1、第二三脚接线端子H2；第一通讯控制芯片U4、第二通讯控制芯片U5的型号为MAX485；第一通讯控制芯片U4的1脚与单片机控制芯片U1的101脚相连接，4脚与单片机控制芯片U1的102脚相连接，第一通讯控制芯片U4的2脚、3脚都与+3.3V相连，第一通讯控制芯片U4的8脚与第二十三电容C23的一端连接并接+3.3V电源、第二十三电容C23的另一端与电源地相连，第一通讯控制芯片U4的5脚接地，第一通讯控制芯片U4的6脚与第一三脚接线端子H1的1脚相连、第二电阻R2的一端相连，第一通讯控制芯片U4的7脚与第一三脚接线端子H1的3脚、第二电阻R2的另一端相连，第一三脚接线端子H1的2脚接地；第二通讯控制芯片U5的1脚与单片机控制芯片U1的36脚相连接，4脚与单片机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于手机控制的水下直升机，其特征在于：包括电源模块电路、控制模块电路、通信模块电路、电机驱动模块与检测模块电路；电源模块电路为控制模块电路、通信模块电路和电机驱动模块与检测模块电路供电，通信模块电路的输出端与控制模块电路的输入端相连接，控制模块电路的输出端与电机驱动模块与检测模块电路的输入端相连接；电源模块电路包括12V转换为5V电路和5V转换为3.3V电路；其中12V转换为5V电路包括第一电源管理芯片U3、第五滤波电容C5的、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8、一个按钮开关；电源管理芯片U3型号为AM1117，+5V；第一电源管理芯片U3的1脚、与第五滤波电容C5的负极、第七滤波电容C7的负极、第六滤波电容C6的一端、第八滤波电容C8的一端连接并联电源地；第一电源管理芯片3脚、第六滤波电容C6的另一端、第五滤波电容C5的正极通过按钮开关接+12V；第一电源管理芯片的2脚与第七滤波电容C7的正极、第八滤波电容C8的另一端相连并作为+5V直流电源；5V电压转换为3.3V电路包括第二电源管理芯片U2、第一滤波电容C1的、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、一个熔断丝F1；所述的第二电源管理芯片型号为AM1117，+3.3V；第二电源管理芯片U2的1脚、第一滤波电容C1的负极、第三滤波电容C3的负极和、第二滤波电容C2的一端、第四滤波电容C4的一端均与电源地连接；第二电源管理芯片U2的3脚与第二滤波电容C2的一端、第一滤波电容C1的正极、熔断丝F1的一端，熔断丝F1的另一端与+5V直流电源输出端连接；第二电源管理芯片U2的2脚与第三滤波电容C3的正极、第四滤波电容C4的另一端相连，并作为输出直流电源3.3V；控制模块电路包括单片机控制芯片U1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第二十九滤波电容C29、第三十滤波电容C30、第三十一滤波电容C31、第三十二滤波电容C32、第三十三滤波电容C33、第一开关按键S1、第一晶振Y1、第二晶振Y2、电池BAT1、2x3排针BOOT；单片机控制芯片U1的25脚与第三十三滤波电容C33的一端、第十六电阻R16的一端、第一开关按键S1的一端相连；第十六电阻R16的另一端与+3.3V相连，第三十三滤波电容C33的另一端第一开关按键S1的一端连接并联电源地；单片机控制芯片U1的23脚与第二晶振Y2的一端、第十三电阻R13的一端、第三十一滤波电容C31的一端相连；单片机控制芯片U1的24脚与第十三电阻R13的另一端、第二晶振Y2的另一端、第三十二滤波电容C32的一端相连；第三十一滤波电容C31另一端、第三十二滤波电容C32的另一端都与电源地相连；单片机控制芯片U1的6脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端相连接；第十四电阻R14的另一端接+3.3V，第十五电阻R15的另一端接电池正极，电池负极接地；单片机控制芯片U1的8脚与第十一电阻R11的一端相连，第一晶振Y1的一端与第十一电阻R11的另一端、第二十九滤波电容C29的一端相连；单片机控制芯片U1的9脚与第十二电阻R12的一端相连，第二晶振Y2的另一端与第三十滤波电容C30的一端相连；第三十滤波电容C30、第二十九滤波电容C29的另一端都与电源地相连；单片机控制芯片U1的48脚通过第三十电阻R30与2x3排针BOOT1管脚3相连，单片机控制芯片U1的138脚通过第三十一电阻R31与2x3排针BOOT管脚4相连，2x3排针BOOT1管脚1、2都接+3.3V，2x3排针BOOT管脚5、6都接地；单片机控制芯片U1的16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地；单片机控制芯片U1的17脚、52脚、39脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚接+3.3V；单片机控制芯片U1在文中未提到的管脚置空；所述的单片机控制芯片U1是整个控制驱动模块的核心控制芯片，是基于32位的ARM Cortex‑M3处理器STM32F103ZET6；通信模块电路包括第一通讯控制芯片U4、第二通讯控制芯片U5、第二电阻R2、第三电阻R3、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第一三脚接线端子H1、第二三脚接线端子H2；第一通讯控制芯片U4、第二通讯控制芯片U5的型号为MAX485；第一通讯控制芯片U4的1脚与单片机控制芯片U1的101脚相连接，4脚与单片机控制芯片U1的102脚相连接，第一通讯控制芯片U4的2脚、3脚都与+3.3V相连，第一通讯控制芯片U4的8脚与第二十三电容C23的一端连接并接+3.3V电源、第二十三电容C23的另一端与...

【技术特征摘要】
1.一种基于手机控制的水下直升机，其特征在于：包括电源模块电路、控制模块电路、通信模块电路、电机驱动模块与检测模块电路；电源模块电路为控制模块电路、通信模块电路和电机驱动模块与检测模块电路供电，通信模块电路的输出端与控制模块电路的输入端相连接，控制模块电路的输出端与电机驱动模块与检测模块电路的输入端相连接；电源模块电路包括12V转换为5V电路和5V转换为3.3V电路；其中12V转换为5V电路包括第一电源管理芯片U3、第五滤波电容C5的、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8、一个按钮开关；电源管理芯片U3型号为AM1117，+5V；第一电源管理芯片U3的1脚、与第五滤波电容C5的负极、第七滤波电容C7的负极、第六滤波电容C6的一端、第八滤波电容C8的一端连接并联电源地；第一电源管理芯片3脚、第六滤波电容C6的另一端、第五滤波电容C5的正极通过按钮开关接+12V；第一电源管理芯片的2脚与第七滤波电容C7的正极、第八滤波电容C8的另一端相连并作为+5V直流电源；5V电压转换为3.3V电路包括第二电源管理芯片U2、第一滤波电容C1的、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、一个熔断丝F1；所述的第二电源管理芯片型号为AM1117，+3.3V；第二电源管理芯片U2的1脚、第一滤波电容C1的负极、第三滤波电容C3的负极和、第二滤波电容C2的一端、第四滤波电容C4的一端均与电源地连接；第二电源管理芯片U2的3脚与第二滤波电容C2的一端、第一滤波电容C1的正极、熔断丝F1的一端，熔断丝F1的另一端与+5V直流电源输出端连接；第二电源管理芯片U2的2脚与第三滤波电容C3的正极、第四滤波电容C4的另一端相连，并作为输出直流电源3.3V；控制模块电路包括单片机控制芯片U1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第二十九滤波电容C29、第三十滤波电容C30、第三十一滤波电容C31、第三十二滤波电容C32、第三十三滤波电容C33、第一开关按键S1、第一晶振Y1、第二晶振Y2、电池BAT1、2x3排针BOOT；单片机控制芯片U1的25脚与第三十三滤波电容C33的一端、第十六电阻R16的一端、第一开关按键S1的一端相连；第十六电阻R16的另一端与+3.3V相连，第三十三滤波电容C33的另一端第一开关按键S1的一端连接并联电源地；单片机控制芯片U1的23脚与第二晶振Y2的一端、第十三电阻R13的一端、第三十一滤波电容C31的一端相连；单片机控制芯片U1的24脚与第十三电阻R13的另一端、第二晶振Y2的另一端、第三十二滤波电容C32的一端相连；第三十一滤波电容C31另一端、第三十二滤波电容C32的另一端都与电源地相连；单片机控制芯片U1的6脚与第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端相连接；第十四电阻R14的另一端接+3.3V，第十五电阻R15的另一端接电池正极，电池负极接地；单片机控制芯片U1的8脚与第十一电阻R11的一端相连，第一晶振Y1的一端与第十一电阻R11的另一端、第二十九滤波电容C29的一端相连；单片机控制芯片U1的9脚与第十二电阻R12的一端相连，第二晶振Y2的另一端与第三十滤波电容C30的一端相连；第三十滤波电容C30、第二十九滤波电容C29的另一端都与电源地相连；单片机控制芯片U1的48脚通过第三十电阻R30与2x3排针BOOT1管脚3相连，单片机控制芯片U1的138脚通过第三十一电阻R31与2x3排针BOOT管脚4相连，2x3排针BOOT1管脚1、2都接+3.3V，2x3排针BOOT管脚5、6都接地；单片机控制芯片U1的16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地；单片机控制芯片U1的17脚、52脚、39脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚接+3.3V；单片机控制芯片U1在文中未提到的管脚置空；所述的单片机控制芯片U1是整个控制驱动模块的核心控制芯片，是基于32位的ARMCortex-M3处理器STM32F103ZET6；通信模块电路包括第一通讯控制芯片U4、第二通讯控制芯片U5、第二电阻R2、第三电阻R3、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第一三脚接线端子H1、第二三脚接线端子H2；第一通讯控制芯片U4、第二通讯控制芯片U5的型号为MAX485；第一通讯控制芯片U4的1脚与单片机控制芯片U1的101脚相连接，4脚与单片机控制芯片U1的102脚相连接，第一通讯控制芯片U4的2脚、3脚都与+3.3V相连，第一通讯控制芯片U4的8脚与第二十三电容C23的一端连接并接+3.3V电源、第二十三电容C23的另一端与电源地相连，第一通讯控制芯片U4的5脚接地，第一通讯控制芯片U4的6脚与第一三脚接线端子H1的1脚相连、第二电阻R2的一端相连，第一通讯控制芯片U4的7脚与第一三脚接线端子H1的3脚、第二电阻R2的另一端相连，第一三脚接线端子H1的2脚接地；第二通讯控制芯片U5的1脚与单片机控制芯片U1的36脚相连接，4脚与单片机控制芯片U1的37脚相连接，第二通讯控制芯片U5的2脚、3脚都与电源地相连，第二通讯控制芯片U5的8脚与第二十四电容C24的一端连接并接+3.3V电源、第二十四电容C24的另一端与电源地相连，第二通讯控制芯片U5的5脚接地，第二通讯控制芯片U5的6脚与第二三脚接线端子H2的1脚相连、第三电阻R3的一端相连，第二通讯控制芯片U5的7脚与第二三脚接线端子H...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹恒，余善恩，周杰，杨鹏程，蒋彬，朱宽，黄章达，赵小虎，赵明洋，王建辉，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33