一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種具有多探頭的水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)。它包括主控器和安裝于機(jī)械手上的三探頭陣列組，主控器包括用于接收上位機(jī)命令和回波中斷信號(hào)并下發(fā)控制指令的控制電路、用于接收控制指令并進(jìn)行指令輸出的發(fā)射電路和用于將回波信號(hào)進(jìn)行放大并產(chǎn)生控制電路可識(shí)別的脈沖中斷信號(hào)的接收電路，發(fā)射電路和接收電路連接在控制電路和三探頭陣列組之間，接收電路和控制電路之間還連接有噪音濾除電路。本實(shí)用新型利用設(shè)置的噪音濾除電路消除信號(hào)傳遞過程中的噪音干擾，并利用接收電路對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行放大，以提高信號(hào)傳遞的精確度，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說明】 一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種具有多探頭的水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水下作業(yè)機(jī)械手，實(shí)質(zhì)上是一種特種機(jī)器人，其用以代替人類去完成一些水下作業(yè)任務(wù)，尤其是在深海探測(cè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，由于工作環(huán)境極為惡劣，因此，對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)具有較高的要求，以保證機(jī)械手安全、準(zhǔn)確的工作。
[0003]目前，行業(yè)內(nèi)采用的水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制電路，尤其是具有多探頭的機(jī)械手，其結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜，而且由于涉及到智能化控制軟件，造成整個(gè)控制部分成本十分高昂，同時(shí)，傳統(tǒng)的水下作業(yè)機(jī)械手的探頭接收到的信號(hào)十分微弱，而噪音信號(hào)又較強(qiáng)，嚴(yán)重影響了信號(hào)傳遞的精確度，進(jìn)而出現(xiàn)機(jī)械手控制效果差的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、除噪效果明顯、信號(hào)傳遞精度高的水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)，它包括主控器和安裝于機(jī)械手上的三探頭陣列組，所述主控器包括用于接收上位機(jī)命令和回波中斷信號(hào)并下發(fā)控制指令的控制電路、用于接收控制指令并進(jìn)行指令輸出的發(fā)射電路和用于將回波信號(hào)進(jìn)行放大并產(chǎn)生控制電路可識(shí)別的脈沖中斷信號(hào)的接收電路，所述發(fā)射電路和接收電路連接在控制電路和三探頭陣列組之間；所述接收電路和控制電路之間還連接有噪音濾除電路。
[0007]優(yōu)選地，所述控制電路包括一 MSP430型16位混合信號(hào)處理器。
[0008]優(yōu)選地，所述發(fā)射電路包括第一三極管、第二三極管、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第一線圈和換能器電路；
[0009]第一三極管的發(fā)射極和第二三極管的發(fā)射極共同連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接第一線圈的初級(jí)，所述第一線圈的次級(jí)連接換能器電路；
[0010]所述第一三極管的基極和第二三極管的基極共同連接有振蕩電路，所述振蕩電路連接控制電路，所述換能器電路連接三探頭陣列組。
[0011]優(yōu)選地，所述接收電路包括信號(hào)處理芯片、第三三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容和第一電感；
[0012]所述第一電阻并聯(lián)在第三三極管的基極和集電極之間，所述第二電阻與第三電阻串聯(lián)在第三三極管的基極和發(fā)射極之間，所述第三三極管的發(fā)射極通過第一電容連接在信號(hào)處理芯片的AMTIF腳上，所述第二電容、第四電阻和第一電感均并聯(lián)在信號(hào)處理芯片的LMD腳和LEDDO腳上。
[0013]優(yōu)選地，所述噪音濾除電路包括依次連接的幅值濾波電路和余震濾波電路，所述幅值濾波電路連接接收電路的輸出端，所述余震濾波電路連接控制電路。
[0014]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型利用設(shè)置的噪音濾除電路消除信號(hào)傳遞過程中的噪音干擾，并利用接收電路對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行放大，以提高信號(hào)傳遞的精確度，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制原理圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)射電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的接收電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的噪音濾除電路的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0020]如圖1所示，本實(shí)施例的水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)，它包括主控器和安裝于機(jī)械手上的三探頭陣列組I;其中，主控器包括用于接收上位機(jī)命令和回波中斷信號(hào)并下發(fā)控制指令的控制電路2、用于接收控制指令并進(jìn)行指令輸出的發(fā)射電路3和用于將回波信號(hào)進(jìn)行放大并產(chǎn)生控制電路2可識(shí)別的脈沖中斷信號(hào)的接收電路4，發(fā)射電路3和接收電路4連接在控制電路2和三探頭陣列組I之間；控制電路2由MSP430型16位混合信號(hào)處理器構(gòu)成，以接收上位機(jī)命令、控制發(fā)射電路2的發(fā)射命令和發(fā)射時(shí)間、接收回波中斷信號(hào)以及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理向上位機(jī)返回探測(cè)距離值和方位值等；由于三探頭陣列組I接收到的信號(hào)十分微弱，而噪音信號(hào)又較強(qiáng)，為了提高測(cè)量精度，在接收電路4和控制電路2之間還連接有噪音濾除電路。
[0021]如圖2所不,本實(shí)施例的發(fā)射電路2包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、第一場(chǎng)效應(yīng)管Q4、第一線圈Tl和換能器電路；其中，第一三極管Ql的發(fā)射極和第二三極管Q2的發(fā)射極共同連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極，第一場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極連接第一線圈Tl的初級(jí)，第一線圈Tl的次級(jí)連接換能器電路；同時(shí)，第一三極管Ql的基極和第二三極管Q2的基極共同連接有振蕩電路5，以通過振蕩電路5連接控制電路2，而換能器電路則連接三探頭陣列組I。由此，當(dāng)控制電路2下發(fā)控制指令后，由震蕩電路5產(chǎn)生500KHZ的方波信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過放大后被加到第一場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極，以提高相應(yīng)速度。
[0022]如圖3所示，本實(shí)施例的接收電路4包括信號(hào)處理芯片U7、第三三極管Q3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R4、第四電阻R4、第一電容Cl、第二電容C2和第一電感LI ;其中，第一電阻Rl并聯(lián)在第三三極管Q3的基極和集電極之間，第二電阻R2與第三電阻R3串聯(lián)在第三三極管Q3的基極和發(fā)射極之間，第三三極管Q3的發(fā)射極通過第一電容Cl連接在信號(hào)處理芯片U7的AMTIF腳上，第二電容C2、第四電阻R4和第一電感LI均并聯(lián)在信號(hào)處理芯片U7的LMD腳和LEDDO腳上。接收電路4對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行放大后使工作頻率的信號(hào)進(jìn)一步放大并使其他頻率的信號(hào)進(jìn)行衰減，然后將信號(hào)傳送到噪音濾除電路。
[0023]噪音濾除電路6包括依次連接的幅值濾波電路6和余震濾波電路7，幅值濾波電路6連接接收電路4的輸出端，余震濾波電路7連接控制電路2，如圖4所示，利用噪音濾除電路對(duì)噪音信號(hào)進(jìn)行兩次濾除，即:第一次為幅值濾波電路6，通過調(diào)節(jié)比較器U8A的閾值，可以將微弱的噪音信號(hào)進(jìn)行完全濾除；第二次是余震濾波電路7，通過控制電路2中的處理器輸出的關(guān)門信號(hào)控制比較器U8B反相端的高電平持續(xù)時(shí)間，從而消除余震信號(hào)產(chǎn)生的中斷，從而最終將中斷信號(hào)傳送至控制電路2中的處理器內(nèi)，以進(jìn)行信號(hào)的最終處理，得出探測(cè)時(shí)間并計(jì)算距離。
[0024]另外，控制電路2還連接有一用于顯示探測(cè)時(shí)間和探測(cè)距離的方位顯示器8。
[0025]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)，它包括主控器和安裝于機(jī)械手上的三探頭陣列組，其特征在于:所述主控器包括用于接收上位機(jī)命令和回波中斷信號(hào)并下發(fā)控制指令的控制電路、用于接收控制指令并進(jìn)行指令輸出的發(fā)射電路和用于將回波信號(hào)進(jìn)行放大并產(chǎn)生控制電路可識(shí)別的脈沖中斷信號(hào)的接收電路，所述發(fā)射電路和接收電路連接在控制電路和三探頭陣列組之間；所述接收電路和控制電路之間還連接有噪音濾除電路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電路包括一 MSP430型16位混合信號(hào)處理器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)射電路包括第一三極管、第二三極管、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第一線圈和換能器電路； 第一三極管的發(fā)射極和第二三極管的發(fā)射極共同連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接第一線圈的初級(jí)，所述第一線圈的次級(jí)連接換能器電路； 所述第一三極管的基極和第二三極管的基極共同連接有振蕩電路，所述振蕩電路連接控制電路，所述換能器電路連接三探頭陣列組。
4.如權(quán)利要求2所述的一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述接收電路包括信號(hào)處理芯片、第三三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容和第一電感； 所述第一電阻并聯(lián)在第三三極管的基極和集電極之間，所述第二電阻與第三電阻串聯(lián)在第三三極管的基極和發(fā)射極之間，所述第三三極管的發(fā)射極通過第一電容連接在信號(hào)處理芯片的AMTIF腳上，所述第二電容、第四電阻和第一電感均并聯(lián)在信號(hào)處理芯片的LMD腳和LEDDO腳上。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種水下作業(yè)機(jī)械手探頭的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述噪音濾除電路包括依次連接的幅值濾波電路和余震濾波電路，所述幅值濾波電路連接接收電路的輸出端，所述余震濾波電路連接控制電路。
【文檔編號(hào)】B25J9/18GK203792346SQ201420084848
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】郭振 申請(qǐng)人:郭振