一种水下焊接爬行载体的控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种水下焊接爬行载体的控制系统，包括一多路直流供电的电源模块；一照明前后方向的水下照明模块，水下照明模块电压端连接电源模块第一电压输出端；一监测四周倾斜角度的倾角传感器，倾角传感器电压端连接电源模块第一电压输出端；一驱动并收集运动信息的动力驱动模块，动力驱动模块电压端连接电源模块第二电压输出端，输出端连接水下焊接爬行载体履带；一采集电源模块电压变化并控制输出以及控制倾角传感器和动力驱动模块通电工作或停止的控制模块，控制模块分别连接电源模块第三电压输出端及其控制端，还连接倾角传感器输入端和动力驱动模块输入端。实施本实用新型专利技术，具有结构简单、控制难度较低、供电设备电源转换少等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水下焊接爬行载体的控制系统
本技术涉及水下机器人
和核安全
，尤其涉及一种水下焊接爬行载体的控制系统。
技术介绍
核电站发生事故工况时，因反应堆和乏燃料水池内设备出现泄漏而产生大量有害的辐射气体和放射性废物，因此通常需要将水下焊接工具移动到指定位置，并通过水下焊接机器人来修复反应堆和乏燃料水池内泄漏设备。水下焊接爬行载体作为焊接工具的主要支撑，是水下焊接机器人的基本工作平台，而载体控制系统，是水下焊接机器人的核心之一。然而，现有的水下焊接爬行载体所携带的供电设备较多，使得载体控制系统所需供电压种类多转换复杂，能量损耗较大，并且导致载体控制系统结构复杂，控制难度极大。
技术实现思路
本技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种水下焊接爬行载体的控制系统，具有结构简单、控制难度较低、供电设备电源转换少等优点。为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种水下焊接爬行载体的控制系统，设置于具有履带的水下焊接爬行载体上，包括：一用于多路直流供电的电源模块；一用于照明所述水下焊接爬行载体前后方向的水下照明模块，所述水下照明模块的电压端与所述电源模块的第一电压输出端相连；一用于监测所述水下焊接爬行载体四周倾斜角度的倾角传感器，所述倾角传感器的电压端与所述电源模块的第一电压输出端相连；一用于驱动所述水下焊接爬行载体运动并收集所述水下焊接爬行载体运动信息的动力驱动模块，所述动力驱动模块的电压端与所述电源模块的第二电压输出端相连，输出端与所述水下焊接爬行载体的履带相连；以及一用于采集所述电源模块直流电压变化情况并控制所述电源模块直流电输出，以及控制所述倾角传感器和所述动力驱动模块在通电后正常工作或工作停止的控制模块，所述控制模块分别与所述电源模块的第三电压输出端及其控制端相连，还分别与所述倾角传感器的输入端和所述动力驱动模块的输入端相连。其中，所述控制模块由集成有CPU处理卡、CAN卡和电源继电控制卡的工控机形成；其中，所述CPU处理卡分别与所述电源模块的第三电压输出端、CAN卡的输入端和电源继电控制卡的输入端相连所述CAN卡的输出端与所述倾角传感器的输入端和所述动力驱动模块的输入端相连；所述电源继电控制卡的输出端与所述电源模块的控制端相连。其中，所述电源模块包括依序连接的充电子模块、蓄电池、第一继电器和DC-DC转换器；其中，所述蓄电池还与所述控制模块中的CPU处理卡相连；所述第一继电器上设有与所述蓄电池相连的输入端、与所述DC-DC转换器相连的输出端以及与所述控制模块中电源继电控制卡输出端相连的控制端；所述DC-DC转换器上设有与所述第一继电器输出端相连的输入端、同时与所述水下照明模块电压端和所述倾角传感器电压端相连的第一输出端以及与所述动力驱动模块电压端相连的第二输出端。其中，所述水下照明模块包括多个LED照明灯，且所述多个LED照明灯分别与所述DC-DC转换器的第一输出端相连。其中，所述水下照明模块还包括第二继电器，且所述第二继电器设置于所述DC-DC转换器的第一输出端与所述多个LED照明灯之间；其中，所述第二继电器上设有与所述DC-DC转换器第一输出端相连的输入端、与所述多个LED照明灯分别相连的输出端以及与所述控制模块中电源继电控制卡输出端相连的控制端。其中，所述动力驱动模块包括至少一个由驱动器和直流电机形成的驱动子模块；其中，每一驱动器的电压端均与所述DC-DC转换器的第二输出端相连，输入端均与所述CAN卡相连，输出端均与相应的直流电机的输入端相连；每一直流电机的输出端均与所述水下焊接爬行载体的履带相连。其中，所述动力驱动模块还包括第三继电器，所述第三继电器设置于所述DC-DC转换器的第二输出端与每一个驱动子模块之间；其中，所述第三继电器上设有与所述DC-DC转换器的第二输出端相连的输入端，同时与每一个驱动子模块中对应驱动器电压端相连的输出端以及与所述控制模块中电源继电控制卡输出端相连的控制端。其中，所述DC-DC转换器的第一输出端产生24V直流电压，第二输出端产生44.4V直流电压。其中，所述控制模块中CAN卡采用的型号为PCI-9820I。其中，所述控制模块中电源继电控制卡采用的型号为NIPCIe-6320。实施本技术实施例，具有如下有益效果：1、本技术实施例中电源模块只给水下照明模块、倾角传感器和动力驱动模块供电，结构简单明了，精简了供电设备，使得电源转换少，基本功能都能够实现；2、本技术实施例中控制模块中的CPU处理卡、CAN卡和电源继电控制卡集成在一体工控机上，通过CPU处理卡计算电源模块电量变化情况来实现电源继电控制卡控制各模块的直流供电以及实现CAN卡控制倾角传感器和动力驱动模块运动，降低了整个控制系统的复杂度及控制难度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本技术的范畴。图1为本技术实施例提供的水下焊接爬行载体的控制系统的系统结构示意图；图2为图1中控制模块的系统结构示意图；图3为图1中电源模块的系统结构示意图；图4为图1中水下照明模块的系统结构示意图；图5为图1中动力驱动模块的系统结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。如图1至图5所示，为本技术实施例中，提供的一种水下焊接爬行载体的控制系统，设置于具有履带的水下焊接爬行载体上(未图示)，包括：一用于多路直流供电的电源模块1；一用于照明水下焊接爬行载体前后方向的水下照明模块2，水下照明模块2的电压端与电源模块1的第一电压输出端a1相连；一用于监测水下焊接爬行载体四周倾斜角度的倾角传感器3，倾角传感器3的电压端与电源模块1的第一电压输出端a1相连；一用于驱动水下焊接爬行载体运动并收集水下焊接爬行载体运动信息的动力驱动模块4，所述动力驱动模块4的电压端与电源模块1的第二电压输出端a2相连，输出端与水下焊接爬行载体的履带(未图示)相连；以及一用于采集电源模块1直流电压变化情况并控制电源模块1直流电输出，以及控制倾角传感器3和动力驱动模块4在通电后正常工作或工作停止的控制模块5，控制模块5分别与电源模块1的第三电压输出端a3及其控制端a4相连，还分别与倾角传感器3的输入端和动力驱动模块4的输入端相连。可以理解的是，整个控制系统只由电源模块1、水下照明模块2、倾角传感器3、动力驱动模块4和控制模块5形成，其结构简单明了，且电源模块1只提供两路直流供电，精简了供电设备，使得电源转换少，基本功能都能够实现。应当说明的是，为确保突发情况下电池无法充电，设计了电池电量监测功能，通过控制模块5连接电源模块1的第三电压输出端a3来实时监测电源模块1电量的变化。通过观察电量大小，操作人员可以决定水下焊接爬行载体是否需要返回。例如，当电量≤30％时，系统会提示操作人员将载体返回。电池电量监测的实现是从输出位置引出两个输出电压监测点，监测输出电压值，通过数据采集卡将输出电压显示在工控机上，达到随时监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下焊接爬行载体的控制系统，设置于具有履带的水下焊接爬行载体上，其特征在于，包括：一用于多路直流供电的电源模块（1）；一用于照明所述水下焊接爬行载体前后方向的水下照明模块（2），所述水下照明模块（2）的电压端与所述电源模块（1）的第一电压输出端相连；一用于监测所述水下焊接爬行载体四周倾斜角度的倾角传感器（3），所述倾角传感器（3）的电压端与所述电源模块（1）的第一电压输出端相连；一用于驱动所述水下焊接爬行载体运动并收集所述水下焊接爬行载体运动信息的动力驱动模块（4），所述动力驱动模块（4）的电压端与所述电源模块（1）的第二电压输出端相连，输出端与所述水下焊接爬行载体的履带相连；以及一用于采集所述电源模块（1）直流电压变化情况并控制所述电源模块（1）直流电输出，以及控制所述倾角传感器（3）和所述动力驱动模块（4）在通电后正常工作或工作停止的控制模块（5），所述控制模块（5）分别与所述电源模块（1）的第三电压输出端及其控制端相连，还分别与所述倾角传感器（3）的输入端和所述动力驱动模块（4）的输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种水下焊接爬行载体的控制系统，设置于具有履带的水下焊接爬行载体上，其特征在于，包括：一用于多路直流供电的电源模块（1）；一用于照明所述水下焊接爬行载体前后方向的水下照明模块（2），所述水下照明模块（2）的电压端与所述电源模块（1）的第一电压输出端相连；一用于监测所述水下焊接爬行载体四周倾斜角度的倾角传感器（3），所述倾角传感器（3）的电压端与所述电源模块（1）的第一电压输出端相连；一用于驱动所述水下焊接爬行载体运动并收集所述水下焊接爬行载体运动信息的动力驱动模块（4），所述动力驱动模块（4）的电压端与所述电源模块（1）的第二电压输出端相连，输出端与所述水下焊接爬行载体的履带相连；以及一用于采集所述电源模块（1）直流电压变化情况并控制所述电源模块（1）直流电输出，以及控制所述倾角传感器（3）和所述动力驱动模块（4）在通电后正常工作或工作停止的控制模块（5），所述控制模块（5）分别与所述电源模块（1）的第三电压输出端及其控制端相连，还分别与所述倾角传感器（3）的输入端和所述动力驱动模块（4）的输入端相连。2.如权利要求1所述的水下焊接爬行载体的控制系统，其特征在于，所述控制模块（5）由集成有CPU处理卡（51）、CAN卡（52）和电源继电控制卡（53）的工控机形成；其中，所述CPU处理卡（51）分别与所述电源模块（1）的第三电压输出端、CAN卡（52）的输入端和电源继电控制卡（53）的输入端相连所述CAN卡（52）的输出端与所述倾角传感器（3）的输入端和所述动力驱动模块（4）的输入端相连；所述电源继电控制卡（53）的输出端与所述电源模块（1）的控制端相连。3.如权利要求2所述的水下焊接爬行载体的控制系统，其特征在于，所述电源模块（1）包括依序连接的充电子模块（11）、蓄电池（12）、第一继电器（13）和DC-DC转换器（14）；其中，所述蓄电池（12）还与所述控制模块（5）中的CPU处理卡（51）相连；所述第一继电器（13）上设有与所述蓄电池（12）相连的输入端、与所述DC-DC转换器（14）相连的输出端以及与所述控制模块（5）中电源继电控制卡（53）输出端相连的控制端；所述DC-DC转换器（14）上设有与所述第一继电器（13）输出端相连的输入端、同时与所述水下照明模块（2）电压端和所述倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，吴玉，陈少南，张美玲，王国河，胡海翔，周军，巴金玉，陈国栋，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44