專(zhuān)利名稱(chēng)：一種微型水下機(jī)器人控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開(kāi)一種微型水下機(jī)器人控制裝置，具體說(shuō)可應(yīng)用于微型水下機(jī)器人
的控制量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)。
背景技術(shù)：
水下機(jī)器人(R0V)是一種可以在海底游動(dòng)、作業(yè)或從事專(zhuān)門(mén)工作的水下潛水裝 置。目前，ROV在我國(guó)已經(jīng)有著非常廣泛的應(yīng)用，特別是在海洋研究、海洋石油勘探、海上救 生、海洋地質(zhì)、地貌、礦產(chǎn)看彈調(diào)查等領(lǐng)域，ROV均發(fā)揮著不可替代的作用。 微型ROV是ROV家族中特殊的一種，微型ROV自帶能源，運(yùn)動(dòng)靈巧，攜有微型攝像 機(jī)和傳感器，可以擴(kuò)展載人潛水器的觀測(cè)范圍，能深入載人潛水器不便或不敢進(jìn)入的狹小 復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行工作，避免危險(xiǎn)，增加了載人潛水器的安全性；它可以從艇外拍攝載人潛水器 的作業(yè)情況，對(duì)深海熱液等局部區(qū)域的精細(xì)觀測(cè)和作業(yè)具有重要意義；它可以預(yù)先檢查載 人潛水器在未知水域的坐底區(qū)域，也能進(jìn)行推進(jìn)器和艇體外部故障的檢查，微型ROV引起 特殊的構(gòu)造和特征正在成為ROV研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。 微型ROV因其體積小、自帶能源，對(duì)其控制量采集裝置和方法也提出了新的要求。 控制量采集裝置和方法在保證功能的前提下功耗要盡量降低，重量和體積要盡量小。通常 情況下，微型ROV采用搖桿和按鈕作為產(chǎn)生控制量的設(shè)備，搖桿可以提供一定范圍的連續(xù) 變化的模擬量，按鈕提供開(kāi)關(guān)量，搖桿和按鈕具有一定的體積和質(zhì)量，且需要配備專(zhuān)門(mén)的電 源提供能量，更為重要的是必須為二者提供專(zhuān)門(mén)的模擬量和數(shù)字量采集設(shè)備進(jìn)行控制量的 采集，這又需要消耗一定的有效體積、質(zhì)量、功率，適合于對(duì)體積、質(zhì)量、功耗要求不高的場(chǎng) 合。搖桿和按鈕價(jià)格不菲，特別是進(jìn)口的產(chǎn)品價(jià)格極高，一個(gè)兩自由度的搖桿價(jià)格甚至達(dá)到 幾萬(wàn)美元， 一個(gè)簡(jiǎn)單的進(jìn)口品牌按鈕價(jià)格也可以達(dá)到幾千美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一般用戶(hù)的承 受能力，不適合于大批量的采用。這就要求微型ROV控制系統(tǒng)要朝著更小體積、更低質(zhì)量、 更低功耗的方向發(fā)展，不僅便于攜帶，而且對(duì)于節(jié)能環(huán)保有著積極的意義?？刂屏康牟杉b 置必須有電腦作為上位機(jī)，但普通PC機(jī)體積、重量功耗均不適合微型ROV的特點(diǎn)，所以采集 裝置需配備專(zhuān)門(mén)的PC機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中搖桿和按鈕造價(jià)昂貴與搖桿和按鈕體積、質(zhì)量、功耗要求較高帶 來(lái)的困擾，本實(shí)用新型的目的是提供一種微型水下機(jī)器人控制系統(tǒng)控制量數(shù)據(jù)采集的裝置。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 包括操縱桿、PC機(jī)和移動(dòng)硬盤(pán)；操縱桿為包括按鈕和搖桿的游戲手柄，通過(guò)USB接 口與PC機(jī)輸入端相連，為PC機(jī)提供控制量數(shù)據(jù)，PC機(jī)輸出端通過(guò)控制線(xiàn)纜與微型水下機(jī) 器人相連，PC機(jī)輸出端還通過(guò)USB接口與移動(dòng)硬盤(pán)相連；其中，所述PC機(jī)內(nèi)設(shè)有主板，操縱 桿通過(guò)USB接口與主板相連，主板通過(guò)USB接口與移動(dòng)硬盤(pán)相連；PC機(jī)內(nèi)還存有控制程序，用于定時(shí)采集、讀取、分析控制量數(shù)據(jù)，PC機(jī)內(nèi)還設(shè)有顯示器，用于顯示控制量數(shù)據(jù)；所述 移動(dòng)硬盤(pán)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)控制量數(shù)據(jù)。所述按鈕的控制量數(shù)據(jù)為數(shù)字量數(shù)據(jù)，搖桿 的控制量數(shù)據(jù)為模擬量數(shù)據(jù)。所述PC機(jī)通過(guò)電源接口連接電源模塊；所述電源模塊為整個(gè) 裝置供電。 采用PC機(jī)內(nèi)存有控制程序控制方法；所述控制程序流程如下PC機(jī)開(kāi)始運(yùn)行；檢 測(cè)USB接口狀態(tài)是否正常；若正常，則安裝游戲手柄；檢測(cè)游戲手柄安裝過(guò)程是否正常；若 正常，則運(yùn)行游戲手柄；檢測(cè)游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)是否正常；若正常，則建立、并連接數(shù)據(jù)庫(kù)； 定時(shí)采集控制量數(shù)據(jù)；判斷是否結(jié)束游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)；若否，則讀取、分析、存儲(chǔ)游戲手 柄控制量數(shù)據(jù)，回到判斷是否結(jié)束游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)步驟。若判斷是否結(jié)束游戲手柄運(yùn)行 狀態(tài)為是，則關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接并關(guān)閉定時(shí)器，退出運(yùn)行。若檢測(cè)USB接口狀態(tài)發(fā)生異常、游 戲手柄安裝過(guò)程發(fā)生異常、游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生異?；蛘呓ⅰ⒉⑦B接數(shù)據(jù)庫(kù)失敗，則PC 機(jī)進(jìn)行提示或報(bào)警，并退出運(yùn)行。 本實(shí)用新型具有如下有益效果 1.游戲手柄便宜實(shí)用。采用USB接口的游戲手柄為PC機(jī)提供控制量數(shù)據(jù)，具有體 積小、重量輕、極低功耗的特點(diǎn)，并且價(jià)格便宜，特別適合微型R0V自備有限能源的實(shí)際情 況。 2.PC機(jī)特殊選擇的主板、硬盤(pán)等裝置也具有體積小、重量輕、攜帶方便的特點(diǎn)，與 微型水下機(jī)器人配合使用十分合適。 3.具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能?？梢詫⒉杉娇刂茢?shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，便于使用者收集、 分析和使用數(shù)據(jù)。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是本實(shí)用新型控制程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 如圖1所示，本實(shí)用新型包括操縱桿、PC機(jī)和移動(dòng)硬盤(pán)；操縱桿為包括按鈕和搖桿 的游戲手柄，通過(guò)USB接口與PC機(jī)輸入端相連，為PC機(jī)提供控制量數(shù)據(jù)，PC機(jī)輸出端通過(guò) 控制線(xiàn)纜與微型水下機(jī)器人相連，PC機(jī)輸出端還通過(guò)USB接口與移動(dòng)硬盤(pán)相連；其中，所述 PC機(jī)內(nèi)設(shè)有主板，操縱桿通過(guò)USB接口與主板相連，主板通過(guò)USB接口與移動(dòng)硬盤(pán)相連；PC 機(jī)內(nèi)還存有控制程序，用于定時(shí)采集、讀取、分析控制量數(shù)據(jù)，PC機(jī)內(nèi)還設(shè)有顯示器，用于顯 示控制量數(shù)據(jù)；所述移動(dòng)硬盤(pán)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)控制量數(shù)據(jù)。所述按鈕的控制量數(shù)據(jù) 為數(shù)字量數(shù)據(jù)，搖桿的控制量數(shù)據(jù)為模擬量數(shù)據(jù)。所述PC機(jī)通過(guò)電源接口連接電源模塊； 所述電源模塊為整個(gè)裝置供電。 如圖2所示，采用PC機(jī)內(nèi)存有控制程序的控制方法，其中所述控制程序包括以
下步驟PC機(jī)開(kāi)始運(yùn)行；檢測(cè)USB接口狀態(tài)是否正常；若正常，則安裝游戲手柄；檢測(cè)游戲 手柄安裝過(guò)程是否正常；若正常，則運(yùn)行游戲手柄；檢測(cè)游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)是否正常；若正 常，則建立、 連接數(shù)據(jù)庫(kù)；定時(shí)采集控制量數(shù)據(jù)；判斷是否結(jié)束游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)；若否，則讀取、分析、存儲(chǔ)游戲手柄數(shù)據(jù)，回到判斷是否結(jié)束游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)步驟。若判斷是否 結(jié)束游戲手柄運(yùn)行狀態(tài)為是，則關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接并關(guān)閉定時(shí)器，退出運(yùn)行。無(wú)論出于何種情 況，若檢測(cè)結(jié)果發(fā)生異常，則PC機(jī)進(jìn)行提示或報(bào)警，并退出運(yùn)行。 具體工作過(guò)程舉例如下 游戲手柄采用的是北通公司的BTP-C031型游戲手柄，其上主要的設(shè)備為搖桿和 按鍵。搖桿有著連續(xù)、有界的行程，按鍵有著"開(kāi)"和"關(guān)"兩種相反的狀態(tài)，與應(yīng)用于工控 場(chǎng)合的搖桿和按鈕有著極為相似的特點(diǎn)。 PC機(jī)特殊選擇的主板是研華公司的小型主板AMB210，硬盤(pán)是三星公司的筆記本 硬盤(pán)HMI160-HI。將BTP-C031通過(guò)USB延長(zhǎng)線(xiàn)連接主板AMB210的USB接口， AMB210通 過(guò)串口連接硬盤(pán)HMI160-HI，AMB210通過(guò)電源接口連接電源研華電源模塊0P-20PZE，為系 統(tǒng)提供電源。 同時(shí)，采用微軟的VisualStdio2005開(kāi)發(fā)采集程序，采用微軟Direct XSDK 9.0 類(lèi)庫(kù)作為連接工具使游戲手柄與采集程序進(jìn)行對(duì)接；采用OleDB技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；使用 Direct X SDK 9. 0類(lèi)庫(kù)的方法為在VisualStdio2005引用Direct X和Direct Input動(dòng)態(tài) 鏈接。 PC機(jī)開(kāi)機(jī)后，檢測(cè)與游戲手柄的USB接口連接情況，檢測(cè)主板、硬盤(pán)等硬件的運(yùn)行 情況；如果全部正常，啟動(dòng)PC機(jī)內(nèi)采集程序，通過(guò)游戲手柄控制微型水下機(jī)器人的運(yùn)行，通 過(guò)PC機(jī)內(nèi)的顯示器觀察微型水下機(jī)器人的運(yùn)行情況，并將運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤(pán)內(nèi)，以便收 集微型水下機(jī)器人在水下的工作狀態(tài)。
權(quán)利要求一種微型水下機(jī)器人控制裝置，其特征在于包括操縱桿、PC機(jī)和移動(dòng)硬盤(pán)；操縱桿為包括按鈕和搖桿的游戲手柄，通過(guò)USB接口與PC機(jī)輸入端相連，PC機(jī)輸出端通過(guò)控制線(xiàn)纜與微型水下機(jī)器人相連，PC機(jī)輸出端還通過(guò)USB接口與移動(dòng)硬盤(pán)相連；其中，所述PC機(jī)內(nèi)設(shè)有主板，操縱桿通過(guò)USB接口與主板相連，主板通過(guò)USB接口與移動(dòng)硬盤(pán)相連，PC機(jī)內(nèi)還設(shè)有顯示器；所述移動(dòng)硬盤(pán)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)庫(kù)。
2. 按照權(quán)利要求1所述微型水下機(jī)器人控制裝置，其特征在于所述PC機(jī)通過(guò)電源接口連接電源模塊；所述電源模塊為整個(gè)裝置供電。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種微型水下機(jī)器人控制裝置，包括操縱桿、PC機(jī)和移動(dòng)硬盤(pán)；操縱桿為包括按鈕和搖桿的游戲手柄，通過(guò)USB接口與PC機(jī)輸入端相連，為PC機(jī)提供控制信號(hào)，PC機(jī)輸出端通過(guò)控制線(xiàn)纜與微型水下機(jī)器人相連，還通過(guò)USB接口與移動(dòng)硬盤(pán)相連；其中，所述PC機(jī)存有控制程序，定時(shí)采集、讀取、分析控制量數(shù)據(jù)，PC機(jī)還設(shè)有顯示器，用于顯示控制量數(shù)據(jù)；所述移動(dòng)硬盤(pán)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)操縱桿的控制量數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型采用USB接口的手柄作為控制信號(hào)裝置，具有體積小、重量輕、極低功耗的特點(diǎn)，且價(jià)格便宜，特別適合微型ROV自備有限能源的實(shí)際情況。
文檔編號(hào)B25J9/00GK201493850SQ20092020360
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者孫凱, 李智剛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所