一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及水下机器人领域，具体地说是一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置，包括水面控制单元和水下控制单元，水面控制单元包括水面处理器、水面控制输入装置、水面显示模块和通讯模块，水面控制输入装置、水面显示模块和通讯模块分别通过线路与水面处理器相连，并且所述通讯模块通过线路与机器人控制系统相连，水下控制单元包括水下控制器、水下控制输入装置和水下显示模块，水下控制输入装置和水下显示模块分别通过线路与水下控制器相连，并且所述水下控制器通过线路与水下机器人上的机器人控制系统相连。本实用新型专利技术结合遥控式水下机器人水面控制与潜水员水下控制两种方式，提高了水下机器人运动与作业性能及工作效率。

A remote-controlled cooperative control device for surface and underwater vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置
本技术涉及水下机器人领域，具体地说是一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置。
技术介绍
21世纪是人类向海洋进军的世纪，作为生命的摇篮，海洋存储着丰富的生物资源与矿产资源，随着国内外对海洋的研究与探索日益增多，各类水下观测、水下作业装备得到迅速发展，而遥控式水下机器人能够与外界实时通信，具有水下观测与作业的能力，因此得到广泛应用。现有技术中的遥控式水下机器人是通过水密电缆或者光纤与水面母船通信，由操作人员在水面查看机器人获取的摄像机视频与传感器数据等，并控制机器人运动与作业，但由于摄像机视野有限、光线昏暗、视频传输延时与失真等干扰存在，会对机器人控制造成干扰，而潜水员与机器人共同作业时，受潜水员活动限制，又难以实现大范围快速运动。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置，结合遥控式水下机器人水面控制与潜水员水下控制两种方式，使水下机器人同时具有大范围快速移动能力与局部精细作业能力，提高了水下机器人运动与作业性能及工作效率。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置，包括水面控制单元和水下控制单元，水面控制单元包括水面处理器、水面控制输入装置、水面显示模块和通讯模块，所述水面控制输入装置、水面显示模块和通讯模块分别通过线路与所述水面处理器相连，并且所述通讯模块通过线路与水下机器人上的机器人控制系统相连，水下控制单元包括水下控制器、水下控制输入装置和水下显示模块，所述水下控制输入装置和水下显示模块分别通过线路与所述水下控制器相连，并且所述水下控制器通过线路与水下机器人上的机器人控制系统相连。所述水面控制单元设有电源模块，且所述电源模块分别通过线路与所述水面处理器和通讯模块相连。所述水面显示模块设有屏幕，且所述屏幕的显示界面包括视频显示部分和数据显示部分。本技术的优点与积极效果为：1、本技术先利用水面权限通过水面控制单元控制水下机器人大范围运动，寻找合适区域或目标，当区域或目标确认后，再切换为水下权限，由潜水员利用水下控制单元操控水下机器人作业，使水下机器人同时具有大范围快速移动能力与局部精细作业能力，缩短机器人作业时间，提高工作效率。2、本技术的水面控制单元和水下控制单元分别独立与机器人控制系统连接，易于实现两个控制单元自如切换，并且所述水下控制单元可安装于水下机器人本体上并随水下机器人移动，当切换为水下权限时，潜水员将水下控制单元由水下机器人本体上取下即可，操作简单方便。附图说明图1为本技术的示意图。其中，1为水面控制单元，101为水面处理器，102为水面控制输入装置，103为水面显示模块，104为通讯模块，105为电源模块，2为水下控制单元，201为水下控制器，202为水下控制输入装置，203为水下显示模块，3为机器人控制系统。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详述。如图1所示，本技术包括水面控制单元1和水下控制单元2，水面控制单元1包括水面处理器101、水面控制输入装置102、水面显示模块103和通讯模块104，所述水面处理器101上设有多个接口，所述水面控制输入装置102、水面显示模块103和通讯模块104分别通过线路与所述水面处理器101上的对应接口相连，并且所述通讯模块104通过线路与水下机器人上的机器人控制系统3相连，水下控制单元2包括水下控制器201、水下控制输入装置202和水下显示模块203，所述水下控制器201上设有多个接口，所述水下控制输入装置202和水下显示模块203与所述水下控制器201上的对应接口相连，且所述水下控制器201通过线路与水下机器人上的机器人控制系统3相连。所述水下机器人上的机器人控制系统3为本领域公知技术。所述水面处理器101为本领域公知技术，所述水面处理器101作为水面控制单元1的核心，可以是工控计算机、加固型笔记本等产品，其具有运算处理能力与图像显示能力，并提供友好的人机交互接口，能够实现控制输入采集、数据通讯与解析、视频与数据显示等功能，能够完成水面操作人员对水下机器人控制的功能。所述水面显示模块103为本领域公知技术，本实施例中，所述水面显示模块103具有屏幕与视频信号接口，能够将水面处理器103的人机交互界面显示出来，其视频信号接口可以为VGA、DVI、HDMI等接口，并通过线路与水面处理器101上的对应接口连接。所述水面显示模块103的屏幕显示界面可分为两部分，即视频显示与数据显示，其中视频显示部分用于显示水下机器人上的摄像机获取的视频，操作人员可根据视频画面操作与控制机器人动作，数据显示部分用于显示水面控制输入数据、水下机器人采集数据等信息，操作人员可根据水面显示模块103的显示判断水下机器人状态以及是否发生故障，并可对不同数据设置阈值，不超过阈值时可认为未发生故障，一旦超过阈值，屏幕界面将相应数据强调显示，同时水面控制单元1通过发出警报声等方式向操作人员报警，以对发生的故障及时处理，水面控制单元1设有报警功能为本领域公知技术。所述水面控制输入装置102为本领域公知技术，所述水面控制输入装置102可以为摇杆、按钮等器件，也可以为鼠标、键盘或具有触屏功能的显示器等产品，可根据实际需要选择，所述水面控制输入装置102通过线路与水面处理器101上的对应接口相连，其传输线可为USB、串口等接口形式，水面控制人员操控所述水面控制输入装置102发出控制数据，水面处理器101读取所述水面控制输入装置102的输入数据并解析，若系统当前控制权限在水面上，则将对应的控制指令经通讯模块104发送至水下机器人上的机器人控制系统3。所述通讯模块104为本领域公知技术，所述通讯模块104可以为光端机、电力载波模块等产品，其具有视频与数据信号转换的功能，用于实现水面控制单元1与水下机器人通过长距离光纤或电缆实时通讯的目的。如图1所示，所述水面控制单元1还包括电源模块105，所述电源模块105分别通过线路与所述水面处理器101和通讯模块104相连。所述电源模块105具有电压转换的功能，能够将外接供电转换为各电压等级，并为水面处理器101、水面显示模块103、水面控制输入102、通讯模块104等器件供电。所述电源模块105为本领域公知技术。所述水面处理器101、水面控制输入装置102、水面显示模块103和通讯模块104可根据需要集成于一体形成所述水面控制单元1，方便转移。所述水下控制器201为本领域公知技术，所述水下控制器201可以为单片机、嵌入式处理器等产品，其具有数据运算处理能力，可与水下显示模块203、水下控制输入装置202以及水下机器人的机器人控制系统3传输数据，所述水下控制器201的接口可根据实际需要选择串口、CAN、以太网等通讯接口形式用于发送水下潜水员的操作指令。所述水下显示模块203为本领域公知技术，所述水下显示模块203可以为L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置，其特征在于：包括水面控制单元(1)和水下控制单元(2)，水面控制单元(1)包括水面处理器(101)、水面控制输入装置(102)、水面显示模块(103)和通讯模块(104)，所述水面控制输入装置(102)、水面显示模块(103)和通讯模块(104)分别通过线路与所述水面处理器(101)相连，并且所述通讯模块(104)通过线路与水下机器人上的机器人控制系统(3)相连，水下控制单元(2)包括水下控制器(201)、水下控制输入装置(202)和水下显示模块(203)，所述水下控制输入装置(202)和水下显示模块(203)分别通过线路与所述水下控制器(201)相连，并且所述水下控制器(201)通过线路与水下机器人上的机器人控制系统(3)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置，其特征在于：包括水面控制单元(1)和水下控制单元(2)，水面控制单元(1)包括水面处理器(101)、水面控制输入装置(102)、水面显示模块(103)和通讯模块(104)，所述水面控制输入装置(102)、水面显示模块(103)和通讯模块(104)分别通过线路与所述水面处理器(101)相连，并且所述通讯模块(104)通过线路与水下机器人上的机器人控制系统(3)相连，水下控制单元(2)包括水下控制器(201)、水下控制输入装置(202)和水下显示模块(203)，所述水下控制输入装置(202)和水下显示模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇明，何震，李智刚，王亚彪，姜里运，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁;21