一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统，包括主控模块、供电模块、步进电机驱动电路、总供电控制模块、步进电机、陀螺仪和舵机单元,所述总供电控制模块与供电模块信号连接，所述主控模块包括芯片STM32F1RCT6以及与芯片STM32F1RCT6对应引脚相连接的舵机单元信号输出接口、电源输入接口、无线通信电路、陀螺仪信号输入接口、步进电机信号输出接口。能够对水下软体机器人进行精准的控制，减少机器人工作时对设备的破坏，可以在精密环境中完成特定的任务，增强了环境适应性。应性。应性。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统


[0001]本技术涉及机器人
，具体指一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统。

技术介绍

[0002]作业越来越频繁和环境越来越复杂,因此改善其水下作业环境迫在眉睫。由于人类自身的限制,无法胜任这些海洋活动,水下软体机器人应运而生。
[0003]虽然水下软体机器人能够满足水下作业，但是由于水下越深的环境与复杂，因此很难完成精密环境的作业。由于目前水下软体机器人的动力设计，一般是通过螺旋叶旋转产生的。因此，当水下软体机器人需要运动至指定位置后，地面工作站很难对其进行精准的控制。另外，水下环境较为恶劣，对于信号的传递有一定的干扰，进而导致对水下软体机器人的控制稳定性差。
[0004]另外，虽然目前蓄电池的技术越来越成熟，但是由于水下阻力较大，导致电机运行的负载很大，使用蓄电池的耗能时间很短，进而限制了水下软体机器人的工作时长。
[0005]传统的水下工作机器人基本都是坚硬外壳，结构刚性强，环境适应性差，由于对其控制的稳定性差，从而导致在工作过程中可能会对作业内容造成损伤。

技术实现思路

[0006]本技术根据现有技术的不足，提出一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统，从而对其进行高精度的稳定性控制，进而解决在水下作业时容易对作业内容造成损伤、减少机器人工作时对设备的破坏。
[0007]本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：
[0008]仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统，包括主控模块、供电模块、步进电机驱动电路、总供电控制模块、步进电机、陀螺仪和舵机单元,所述总供电控制模块与供电模块信号连接，所述主控模块包括芯片STM32F1RCT6以及与芯片STM32F1RCT6对应引脚相连接的舵机单元信号输出接口、电源输入接口、无线通信电路、陀螺仪信号输入接口、步进电机信号输出接口，所述舵机单元的信号输入端与舵机单元信号输出接口相连接，所述电源输入接口与供电模块相连接，所述陀螺仪的信号输出端与陀螺仪信号输入接口相连接，所述步进电机信号输出接口与步进电机的信号输入端相连接。
[0009]作为优选，所述主控电路还包括BOOT输入电路、电源指示灯电路、程序下载口电路、去耦电路、降压电路、晶振电路和复位电路，所述BOOT输入电路、电源指示灯电路、程序下载口电路、去耦电路、降压电路、晶振电路和复位电路均串口连接至芯片STM32F1RCT6。
[0010]作为优选，所述供电模块包括芯片TPS54540、二极管D1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电感L1、大电流接口XT30J1、大电流接口J2、排针H13、排针H14；电感L1一端与芯片TPS54540的8脚、二极管D1负极、电容C13一端相连；电容C13另一端与芯片TPS54540的1脚相
连；电容C17、电容C18、电容C19并联后一端与二极管D1正极相连并输出正5V电压，另一端与芯片TPS54540的7脚、电阻R9一端、GND相连；电阻R9另一端与芯片TPS54540的5脚、电阻R10一端相连；电阻R10另一端与GND相连；电阻R8的一端与芯片TPS54540的6脚相连，另一端与电容C16一端相连；电容C16另一端与GND相连；电容C14、电容C15并联后一端与芯片TPS54540的2脚、电阻R5一端相连，另一端与GND相连；电阻R5另一端与电阻R6、芯片TPS54540的3脚相连；电阻R6另一端与GND相连；电阻R7一端与芯片TPS54540的4脚相连，另一端与GND相连；大电流接口XT30J1的正接口与电源正12V相连，负接口与GND相连；大电流接口XT30J2的正接口与电源正5V相连，负接口与GND相连；排针H13的接口1与GND相连，另一端与电源正5V相连；排针H14的接口1与GND相连，另一端与电源正12V相连。
[0011]作为优选，所述步进电机驱动电路包括电阻R11、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、电解电容C20、电解电容C21、电解电容C22、电解电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、排针H15、排针H16、排针H17、排针H18、排针H19、可调电阻VR1、续流二极管SBD1、芯片LM2596、芯片LM7805、芯片L298N；电解电容C21正极与电源正12V、芯片LM2596的1脚相连，负极与GND相连；电阻R11一端与GND相连，另一端与可调电阻VR1、芯片LM2596的4脚相连；可调电阻VR1另一端与电感L2一端、电解电容C22的正极相连；电解电容C22负极与GND相连；电感L2另一端与芯片LM2596的2脚、续流二极管SBD1的负极相连；续流二极管的正极与GND相连；芯片LM2596的3脚和5脚与GND相连；电容C25、电容C26并联后一端与芯片LM7805的1脚、电源正12V相连，另一端与GND相连；电容C27、电容C28并联后一端与芯片LM7805的3脚相连，另一端与GND相连；芯片LM7805的2脚与GND相连；排针H17的接口1与GND相连，接口2与电源正12V相连；芯片LN298N的5脚、7脚、10脚、12脚与排针H16的接口1、接口2、接口3、接口4相连；排针H18的接口1与芯片LN298N的6脚相连，接口2与电源正5V相连；排针H18的接口1与芯片LN298N的11脚相连，接口2与电源正5V相连；电容C24与电解电容C23并联后正极与电源正5V相连，负极与GND相连；二极管D2的正极与二极管D6的负极、芯片LN298N的2脚、排针H15的接口3相连，负极与电源正3.6V相连；二极管D3的正极与二极管D7的负极、芯片LN298N的3脚、排针H15的接口4相连，负极与电源正3.6V相连；二极管D4的正极与二极管D8的负极、芯片LN298N的13脚、排针H15的接口1相连，负极与电源正3.6V相连；二极管D5的正极与二极管D9的负极、芯片LN298N的14脚、排针H15的接口2相连，负极与电源正3.6V相连；二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9的正极与GND相连；电解电容C20的正极与电源正3.6V相连，负极与GND相连；芯片L298N的1脚、8脚、15脚、16脚与GND相连，9脚与电源正5V相连，4脚与电源正3.6V相连。
[0012]作为优选，所述总供电控制模块包扩电源开关、降压电路板。
[0013]作为优选，所述舵机单元信号输出接口包括排针H2、排针H3、排针H4、排针H5、排针H6、排针H7、排针H8、排针H9，所述排针H2、排针H3、排针H4、排针H5、排针H6、排针H7、排针H8、排针H9的接口2均与电源正5V相连，接口3均与GND相连，接口1分别与PB6、PB8、PA0、PB7、PA3、PA1、PB9、PA2相连；电源输入接口包括大电流接口H10，所述大电流接口H10的接口1与电源正5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统，其特征在于,包括主控模块、供电模块、步进电机驱动电路、总供电控制模块、步进电机、陀螺仪和舵机单元,所述总供电控制模块与供电模块信号连接，所述主控模块包括芯片STM32F1RCT6以及与芯片STM32F1RCT6对应引脚相连接的舵机单元信号输出接口、电源输入接口、无线通信电路、陀螺仪信号输入接口、步进电机信号输出接口，所述舵机单元的信号输入端与舵机单元信号输出接口相连接，所述电源输入接口与供电模块相连接，所述陀螺仪的信号输出端与陀螺仪信号输入接口相连接，所述步进电机信号输出接口与步进电机的信号输入端相连接。2.根据权利要求1所述的一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统，其特征在于，所述主控模块还包括BOOT输入电路、电源指示灯电路、程序下载口电路、去耦电路、降压电路、晶振电路和复位电路，所述BOOT输入电路、电源指示灯电路、程序下载口电路、去耦电路、降压电路、晶振电路和复位电路均串口连接至芯片STM32F1RCT6。3.根据权利要求1所述的一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统，其特征在于，所述供电模块包括芯片TPS54540、二极管D1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电感L1、大电流接口XT30J1、大电流接口J2、排针H13、排针H14；电感L1一端与芯片TPS54540的8脚、二极管D1负极、电容C13一端相连；电容C13另一端与芯片TPS54540的1脚相连；电容C17、电容C18、电容C19并联后一端与二极管D1正极相连并输出正5V电压，另一端与芯片TPS54540的7脚、电阻R9一端、GND相连；电阻R9另一端与芯片TPS54540的5脚、电阻R10一端相连；电阻R10另一端与GND相连；电阻R8的一端与芯片TPS54540的6脚相连，另一端与电容C16一端相连；电容C16另一端与GND相连；电容C14、电容C15并联后一端与芯片TPS54540的2脚、电阻R5一端相连，另一端与GND相连；电阻R5另一端与电阻R6、芯片TPS54540的3脚相连；电阻R6另一端与GND相连；电阻R7一端与芯片TPS54540的4脚相连，另一端与GND相连；大电流接口XT30J1的正接口与电源正12V相连，负接口与GND相连；大电流接口XT30J2的正接口与电源正5V相连，负接口与GND相连；排针H13的接口1与GND相连，另一端与电源正5V相连；排针H14的接口1与GND相连，另一端与电源正12V相连。4.根据权利要求1所述的一种仿生章鱼运动的水下软体机器人控制系统，其特征在于，所述步进电机驱动电路包括电阻R11、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、电解电容C20、电解电容C21、电解电容C22、电解电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、排针H15、排针H16、排针H17、排针H18、排针H19、可调电阻VR1、续流二极管SBD1、芯片LM2596、芯片LM7805、芯片L298N；电解电容C21正极与电源正12V、芯片LM2596的1脚相连，负极与GND相连；电阻R11一端与GND相连，另一端与可调电阻VR1、芯片LM2596的4脚相连；可调电阻VR1另一端与电感L2一端、电解电容C22的正极相连；电解电容C22负极与GND相连；电感L2另一端与芯片LM2596的2脚、续流二极管SBD1的负极相连；续流二极管的正极与GND相连；芯片LM2596的3脚和5脚与GND相连；电容C25、电容C26并联后一端与芯片LM7805的1脚、电源正12V相连，另一端与GND相连；电容C27、电容C28并联后一端与芯片LM7805的3脚相连，另一端与GND相连；芯片LM7805的2脚与GND相连；排针H17的接口1与GND相连，接口2与电源正12V相连；芯片LN298N的5脚、7脚、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄跃豪，施志远，吴秋轩，张波涛，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：