本發(fā)明屬于運動控制領(lǐng)域，尤其涉及基于手機控制的水下直升機。

背景技術(shù)：

我國是一個海洋大國，綿長的海岸線給了我們豐富的海洋資源，然而水下環(huán)境惡劣危險，人的潛水深度又十分有限，如果使用水下機器人來代替人們進行水下觀測、作業(yè)等任務(wù)能極大地提高工作效率、最大可能地減少人員傷亡。水下探測機器人能幫助人們完成海洋考察、水下攝影、大壩檢修等多種危險的作業(yè)任務(wù)，極大地拓展了我們在海洋下的活動范圍。

進入21世紀，海洋作為人類尚未開發(fā)的處女地，已經(jīng)成為國際上戰(zhàn)略競爭的焦點。海洋中面積遼闊，蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源、生物資源和能源，而水下機器人作為一種高新技術(shù)設(shè)備，在海底這塊人類未來最現(xiàn)實的可發(fā)展空間中扮演著至關(guān)重要的角色，因而受到了人們的廣泛關(guān)注。

國外海洋技術(shù)發(fā)達的國家都對水下智能機器人的研究與開發(fā)給予了很大的關(guān)注與投入，其科技成果也是遙遙領(lǐng)先。我國863計劃實施之初到現(xiàn)在一直將機器人技術(shù)列為重點支持方向，我國是海洋大國，要提高海洋科技水平，向海洋強國的目標邁進，這也從側(cè)面揭示了我國在海洋科技水平上的不足。

目前，遠程遙控技術(shù)和大型機器人已經(jīng)在軍事、工業(yè)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用。小型機器人則在普通民用的行列中應(yīng)用較為廣泛。這些技術(shù)應(yīng)用的范圍非常大，發(fā)展前景遠大，在各個行業(yè)中擔當著極其重要的角色。浙江省是一個海洋大省，對海洋資源的有效運用能加速我省經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展。

我們團隊的水下探測機器人極具實用性，主要目的是幫助人們拓展水下的活動空間和活動范圍，為探索海洋資源、檢修水下管道、水下生物觀測等提供更好更安全的探索方式，幫助人們更好地利用海洋資源，最大程度上不受時間和空間的限制。水下探測機器人對科研教學、水下娛樂、水下考古等方面均有重大意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于當前水下機器人運載器存在諸多不足之處，我們研發(fā)了一種基于手機控制的水下直升機，它可以通過手機控制，輕便靈活，可以實現(xiàn)5個自由度運動，能在水下懸停和定深運動等，兼具rov機動靈活和auv自主性強的特點。

本發(fā)明一種基于手機控制的水下直升機包括電源模塊電路、控制模塊電路、通信模塊電路、電機驅(qū)動模塊與檢測模塊電路；

電源模塊電路為控制模塊電路、通信模塊電路、及電機驅(qū)動模塊與檢測模塊電路供電，通信模塊電路的輸出端與控制模塊電路的輸入端相連接，控制模塊電路的輸出端與電機驅(qū)動模塊與檢測模塊電路的輸入端相連接。

電源模塊電路包括12v轉(zhuǎn)換為5v電路和5v轉(zhuǎn)換為3.3v電路。

其中12v轉(zhuǎn)換為5v電路包括第一電源管理芯片u3、第五濾波電容c5的、第六濾波電容c6、第七濾波電容c7、第八濾波電容c8、一個按鈕開關(guān)；電源管理芯片u3型號為am1117(+5v)；

第一電源管理芯片u3的1腳、與第五濾波電容c5的負極、第七濾波電容c7的負極、第六濾波電容c6的一端、第八濾波電容c8的一端連接并聯(lián)電源地；第一電源管理芯片3腳、第六濾波電容c6的另一端、第五濾波電容c5的正極通過按鈕開關(guān)接+12v；第一電源管理芯片的2腳與第七濾波電容c7的正極、第八濾波電容c8的另一端相連并作為+5v直流電源；

5v電壓轉(zhuǎn)換為3.3v電路包括第二電源管理芯片u2、第一濾波電容c1的、第二濾波電容c2、第三濾波電容c3、第四濾波電容c4、一個熔斷絲f1；所述的第二電源管理芯片型號為am1117(+3.3v)；

第二電源管理芯片u2的1腳、第一濾波電容c1的負極、第三濾波電容c3的負極和、第二濾波電容c2的一端、第四濾波電容c4的一端均與電源地連接；第二電源管理芯片u2的3腳與第二濾波電容c2的一端、第一濾波電容c1的正極、熔斷絲f1的一端，熔斷絲f1的另一端與+5v直流電源輸出端連接；第二電源管理芯片u2的2腳與第三濾波電容c3的正極、第四濾波電容c4的另一端相連，并作為輸出直流電源3.3v；

控制模塊電路包括單片機控制芯片u1、第十一電阻r11、第十二電阻r12、第十三電阻r13、第十四電阻r14、第十五電阻r15、第十六電阻r16、第三十電阻r30、第三十一電阻r31、第二十九濾波電容c29、第三十濾波電容c30、第三十一濾波電容c31、第三十二濾波電容c32、第三十三濾波電容c33、第一開關(guān)按鍵s1、第一晶振y1、第二晶振y2、電池bat1、2x3排針boot；

單片機控制芯片u1的25腳與第三十三濾波電容c33的一端、第十六電阻r16的一端、第一開關(guān)按鍵s1的一端相連；第十六電阻r16的另一端與+3.3v相連，第三十三濾波電容c33的另一端第一開關(guān)按鍵s1的一端連接并聯(lián)電源地；單片機控制芯片u1的23腳與第二晶振y2的一端、第十三電阻r13的一端、第三十一濾波電容c31的一端相連；單片機控制芯片u1的24腳與第十三電阻r13的另一端、第二晶振y2的另一端、第三十二濾波電容c32的一端相連；第三十一濾波電容c31另一端、第三十二濾波電容c32的另一端都與電源地相連。

單片機控制芯片u1的6腳與第十四電阻r14的一端、第十五電阻r15的一端相連接；第十四電阻r14的另一端接+3.3v，第十五電阻r15的另一端接電池正極，電池負極接地；單片機控制芯片u1的8腳與第十一電阻r11的一端相連，第一晶振y1的一端與第十一電阻r11的另一端、第二十九濾波電容c29的一端相連；單片機控制芯片u1的9腳與第十二電阻r12的一端相連，第二晶振y2的另一端與第三十濾波電容c30的一端相連；第三十濾波電容c30、第二十九濾波電容c29的另一端都與電源地相連。

單片機控制芯片u1的48腳通過第三十電阻r30與2x3排針boot1管腳3相連，單片機控制芯片u1的138腳通過第三十一電阻r31與2x3排針boot管腳4相連，2x3排針boot1管腳1、2都接+3.3v，2x3排針boot管腳5、6都接地；

單片機控制芯片u1的16腳、38腳、51腳、61腳、71腳、83腳、94腳、107腳、120腳、130腳和143腳接地。單片機控制芯片u1的17腳、52腳、39腳、62腳、72腳、84腳、95腳、108腳、121腳、131腳和144腳接+3.3v。單片機控制芯片u1在文中未提到的管腳置空；

所述的單片機控制芯片u1是整個控制驅(qū)動模塊的核心控制芯片，是基于32位的armcortex-m3處理器stm32f103zet6。

通信模塊電路包括第一通訊控制芯片u4、第二通訊控制芯片u5、第二電阻r2、第三電阻r3、第二十三電容c23、第二十四電容c24、第一三腳接線端子h1、第二三腳接線端子h2；第一通訊控制芯片u4、第二通訊控制芯片u5的型號為max485；

第一通訊控制芯片u4的1腳與單片機控制芯片u1的101腳相連接，4腳與單片機控制芯片u1的102腳相連接，第一通訊控制芯片u4的2腳、3腳都與+3.3v相連，第一通訊控制芯片u4的8腳與第二十三電容c23的一端連接并接+3.3v電源、第二十三電容c23的另一端與電源地相連，第一通訊控制芯片u4的5腳接地，第一通訊控制芯片u4的6腳與第一三腳接線端子h1的1腳相連、第二電阻r2的一端相連，第一通訊控制芯片u4的7腳與第一三腳接線端子h1的3腳、第二電阻r2的另一端相連，第一三腳接線端子h1的2腳接地；

第二通訊控制芯片u5的1腳與單片機控制芯片u1的36腳相連接，4腳與單片機控制芯片u1的37腳相連接，第二通訊控制芯片u5的2腳、3腳都與電源地相連，第二通訊控制芯片u5的8腳與第二十四電容c24的一端連接并接+3.3v電源、第二十四電容c24的另一端與電源地相連，第二通訊控制芯片u5的5腳接地，第二通訊控制芯片u5的6腳與第二三腳接線端子h2的1腳相連、第三電阻r3的一端相連，第二通訊控制芯片u5的7腳與第二三腳接線端子h2的3腳、第三電阻r3的另一端相連，第二三腳接線端子h1的2腳接地；

電機驅(qū)動芯片使用型號為ibt-2的電機驅(qū)動模塊，系統(tǒng)通過輸入pwm波和使能控制信號，控制電機調(diào)速和正反轉(zhuǎn),包括第一電機驅(qū)動模塊m1，第二電機驅(qū)動模塊m2，第三電機驅(qū)動模塊m3，第四電機驅(qū)動模塊m4，第五電機驅(qū)動模塊m5，第六電機驅(qū)動模塊m6。

第一電機驅(qū)動模塊m1的1腳、第一電機驅(qū)動模塊m1的2腳與單片機控制芯片u1的42腳相連，第一電機驅(qū)動模塊m1的3腳與單片機控制芯片u1的1腳相連，第一電機驅(qū)動模塊m1的4腳與單片機控制芯片u1的2腳相連；第一電機驅(qū)動模塊m1的7腳與電源+5v相連，第一電機驅(qū)動模塊m1的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第二電機驅(qū)動模塊m2的1腳、第一電機驅(qū)動模塊m2的2腳與單片機控制芯片u1的43腳相連，第二電機驅(qū)動模塊m2的3腳與單片機控制芯片u1的1腳相連，第二電機驅(qū)動模塊m2的4腳與單片機控制芯片u1的2腳相連；第二電機驅(qū)動模塊m2的7腳與電源+5v相連，第二電機驅(qū)動模塊m2的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第三電機驅(qū)動模塊m3的1腳、第三電機驅(qū)動模塊m3的2腳與單片機控制芯片u1的136腳相連，第三電機驅(qū)動模塊m3的3腳與單片機控制芯片u1的3腳相連，第三電機驅(qū)動模塊m3的4腳與單片機控制芯片u1的4腳相連；第三電機驅(qū)動模塊m3的7腳與電源+5v相連，第三電機驅(qū)動模塊m3的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第四電機驅(qū)動模塊m4的1腳、第四電機驅(qū)動模塊m4的2腳與單片機控制芯片u1的137腳相連，第四電機驅(qū)動模塊m4的3腳與單片機控制芯片u1的5腳相連，第四電機驅(qū)動模塊m4的4腳與單片機控制芯片u1的58腳相連；第四電機驅(qū)動模塊m4的7腳與電源+5v相連，第四電機驅(qū)動模塊m4的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第五電機驅(qū)動模塊m5的1腳、第五電機驅(qū)動模塊m5的2腳與單片機控制芯片u1的139腳相連，第五電機驅(qū)動模塊m5的3腳與單片機控制芯片u1的3腳相連，第五電機驅(qū)動模塊m5的4腳與單片機控制芯片u1的4腳相連；第五電機驅(qū)動模塊m5的7腳與電源+5v相連，第五電機驅(qū)動模塊m5的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第六電機驅(qū)動模塊m6的1腳和第六電機驅(qū)動模塊m6的2腳與單片機控制芯片u1的140腳相連，第六電機驅(qū)動模塊m6的3腳與單片機控制芯片u1的5腳相連，第六電機驅(qū)動模塊m6的4腳與單片機控制芯片u1的58腳相連；第六電機驅(qū)動模塊m6的7腳與電源+5v相連，第六電機驅(qū)動模塊m6的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

檢測模塊電路包括姿態(tài)傳感器模塊mpu6050、深度傳感器液位變送器、磁力計hmc5883l、接線端子h2；其中姿態(tài)傳感器模塊mpu6050的sda接單片機控制芯片u1的70腳，scl腳接單片機控制芯片u1的69腳，vcc腳接+3.3v，gnd腳接地，姿態(tài)傳感器模塊的剩余引腳架空。磁力計

hmc5883l的1腳接+3.3v，2腳接地，3腳接單片機控制芯片u1的114腳，4腳接單片機控制芯片u1的115腳，5腳架空。接線端子h2的1腳接24v，2腳與單片機控制芯片u1的41腳、第四電阻r4的一端相連，第四電阻r4的另一端接地；其中接線端子h-2與液位變送器相連。

控制驅(qū)動模塊通過通信模塊接收來自檢測模塊的姿態(tài)和深度信息，再通過通信模塊將水下直升機的姿態(tài)和深度信息發(fā)送給手機顯示，用于顯示水下直升機的信息；同時控制驅(qū)動模塊接收來自通信模塊中參數(shù)設(shè)定單元輸入設(shè)定的的姿態(tài)和深度信息，并將該信息與檢測模塊的姿態(tài)和深度信息做比較，并采用單閉環(huán)pid控制算法，計算出當前的電機驅(qū)動量后調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，最終實現(xiàn)水下直升機的水下懸停和五個自由度的定深行走；

通信模塊中的參數(shù)設(shè)定單元輸入設(shè)定的的姿態(tài)和深度信息，控制驅(qū)動模塊將輸入的目標姿態(tài)和深度信息發(fā)送給控制驅(qū)動模塊中的mcu控制電路，mcu控制電路根據(jù)設(shè)定的的姿態(tài)和深度信息和當前姿態(tài)和深度信息計算出pwm波的占空比并產(chǎn)生相應(yīng)占空比的pwm波，通過pwm波和電機的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電機控制電機轉(zhuǎn)速；

一種基于手機控制的水下直升機的控制方法，具體包括如下步驟：

步驟1.對檢測模塊、控制模塊、電機驅(qū)動模塊和通信模塊進行初始化；

步驟2.手機上位機通信模塊中的參數(shù)設(shè)定單元輸入設(shè)定的的姿態(tài)和深度信息，通信模塊將輸入的目標姿態(tài)和深度信息發(fā)送給控制模塊中的mcu控制電路，mcu控制電路根據(jù)水下直升機的目標姿態(tài)和深度和當前姿態(tài)和深度計算出pwm波的占空比并產(chǎn)生相應(yīng)占空比的pwm波，通過pwm波驅(qū)動電機驅(qū)動模塊控制電機轉(zhuǎn)速；

其中mcu控制電路具體工作如下：

打開mcu控制電路中的mcu的定時器和中斷，輸出設(shè)定的pwm波，通過電機驅(qū)動模塊電路驅(qū)動電機，使水下直升機運動；同時檢測模塊開始測量水下直升機的姿態(tài)和深度，通過互補濾波姿態(tài)解算，將實時數(shù)據(jù)傳送給mcu控制電路；同時mcu控制電路通過通信模塊讀取手機通信模塊發(fā)送的水下直升機目標姿態(tài)和深度信息，并對水下直升機目標姿態(tài)和深度信息與其當前目標姿態(tài)和深度進行比較，使用模糊pid算法對水下直升機進行穩(wěn)定控制；mcu控制電路根據(jù)實時檢測模塊發(fā)送的水下直升機的目標姿態(tài)和深度信息，并根據(jù)收到的水下直升機目標姿態(tài)和深度信息隨時更改模糊pid控制算法數(shù)據(jù)和控制水下直升機的運動；

步驟3.檢測模塊時刻檢測水下直升機的姿態(tài)和深度信息，并將水下直升機的姿態(tài)和深度信息發(fā)送給控制模塊，控制模塊再通過通信模塊電路將水下直升機的姿態(tài)和深度信息發(fā)送給手機通信模塊；手機通信模塊中的角度顯示單元顯示水下直升機的姿態(tài)和深度信息。并通過手機藍牙軟件進行姿態(tài)調(diào)整和定深。

本發(fā)明有益效果如下：

(1)傳統(tǒng)經(jīng)驗了解到現(xiàn)有的水下機器人有無纜水下機器人(auv)和遙控水下機器人(rov)。本課題參照這兩種系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)有的材料，開發(fā)出控制簡單，更加直觀，兼具rov機動靈活和auv自主性強的特點的水下直升機。

(2)采用手機藍牙通信控制水下直升機，不需要其他專用上位機進行控制，簡單便捷。能夠?qū)崿F(xiàn)懸停定深，直升直降，自由度多；可以有較大的運動空間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的模塊電路連接示意圖；

圖2(a)是本發(fā)明的電源模塊電路中5v電源管理芯片示意圖；

圖2(b)是本發(fā)明的電源模塊電路3.3v電源管理芯片示意圖；

圖3(a)是本發(fā)明的控制模塊電路中處理器芯片示意圖；

圖3(b)是本發(fā)明的控制模塊電路電路局部示意圖；

圖4(a)是本發(fā)明的通信模塊電路電路局部示意圖；

圖4(b)是本發(fā)明的通信模塊電路電路局部示意圖；

圖5是本發(fā)明的電機驅(qū)動模塊局部示意圖；

圖6(a)是本發(fā)明的檢測模塊中的姿態(tài)傳感器電路局部示意圖。

圖6(b)是本發(fā)明的檢測模塊磁力計電路局部示意圖。

圖6(c)是本發(fā)明的檢測模塊深度傳感器模塊電路局部示意圖。

圖7是本發(fā)明的工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。

如圖1所示，一種基于手機藍牙控制的水下直升機電路，包括控制模塊電路、電源模塊電路、通信模塊電路、電機驅(qū)動模塊與檢測模塊電路；

電源模塊電路為控制模塊電路、通信模塊電路、電機驅(qū)動模塊與檢測模塊電路供電，通信模塊電路的輸出端與控制模塊電路的輸入端相連接，控制模塊電路的輸出端與電機驅(qū)動模塊與檢測模塊電路的輸入端相連接。

如圖2(a)、2(b)所示，電源模塊電路包括12v轉(zhuǎn)換為5v電路和5v轉(zhuǎn)換為3.3v電路。其中12v轉(zhuǎn)換為5v電路包括第一電源管理芯片u3、第五濾波電容c5的、第六濾波電容c6、第七濾波電容c7、第八濾波電容c8、一個按鈕開關(guān)；電源管理芯片u3型號為am1117(+5v)；

第一電源管理芯片u3的1腳、與第五濾波電容c5的負極、第七濾波電容c7的負極、第六濾波電容c6的一端、第八濾波電容c8的一端連接并聯(lián)電源地；第一電源管理芯片3腳、第六濾波電容c6的另一端、第五濾波電容c5的正極通過按鈕開關(guān)接+12v；第一電源管理芯片的2腳與第七濾波電容c7的正極、第八濾波電容c8的另一端相連并作為+5v直流電源；

5v電壓轉(zhuǎn)換為3.3v電路包括第二電源管理芯片u2、第一濾波電容c1的、第二濾波電容c2、第三濾波電容c3、第四濾波電容c4、一個熔斷絲f1；所述的第二電源管理芯片型號為am1117(+3.3v)；

第二電源管理芯片u2的1腳、第一濾波電容c1的負極、第三濾波電容c3的負極和、第二濾波電容c2的一端、第四濾波電容c4的一端均與電源地連接；第二電源管理芯片u2的3腳與第二濾波電容c2的一端、第一濾波電容c1的正極、熔斷絲f1的一端，熔斷絲f1的另一端與+5v直流電源輸出端連接；第二電源管理芯片u2與第三濾波電容c3的正極、第四濾波電容c4的另一端相連，并作為輸出直流電源3.3v；

如圖3(a)、3(b)所示，控制模塊電路包括單片機控制芯片u1、第十一電阻r11、第十二電阻r12、第十三電阻r13、第十四電阻r14、第十五電阻r15、第十六電阻r16、第三十電阻r30、第三十一電阻r31、第二十九濾波電容c29、第三十濾波電容c30、第三十一濾波電容c31、第三十二濾波電容c32、第三十三濾波電容c33、第一開關(guān)按鍵s1、第一晶振y1、第二晶振y2、電池bat1、2x3排針boot；

單片機控制芯片u1的25腳與第三十三濾波電容c33的一端、第十六電阻r16的一端、第一開關(guān)按鍵s1的一端相連；第十六電阻r16的另一端與+3.3v相連，第三十三濾波電容c33的另一端第一開關(guān)按鍵s1的一端連接并聯(lián)電源地；單片機控制芯片u1的23腳與第二晶振y2的一端、第十三電阻r13的一端、第三十一濾波電容c31的一端相連；單片機控制芯片u1的24腳與第十三電阻r13的另一端、第二晶振y2的另一端、第三十二濾波電容c32的一端相連；第三十一濾波電容c31另一端、第三十二濾波電容c32的另一端都與電源地相連。

單片機控制芯片u1的6腳與第十四電阻r14的一端、第十五電阻r15的一端相連接；第十四電阻r14的另一端接+3.3v，第十五電阻r15的另一端接電池正極，電池負極接地；單片機控制芯片u1的8腳與第十一電阻r11的一端相連，第一晶振y1的一端與第十一電阻r11的另一端、第二十九濾波電容c29的一端相連；單片機控制芯片u1的9腳與第十二電阻r12的一端相連，第二晶振y2的另一端與第三十濾波電容c30的一端相連；第三十濾波電容c30、第二十九濾波電容c29的另一端都與電源地相連。

單片機控制芯片u1的48腳通過第三十電阻r30與2x3排針boot1管腳3相連，單片機控制芯片u1的138腳通過第三十一電阻r31與2x3排針boot管腳4相連，2x3排針boot1管腳1、2都接+3.3v，2x3排針boot管腳5、6都接地；

單片機控制芯片u1的16腳、38腳、51腳、61腳、71腳、83腳、94腳、107腳、120腳、130腳和143腳接地。單片機控制芯片u1的17腳、52腳、39腳、62腳、72腳、84腳、95腳、108腳、121腳、131腳和144腳接+3.3v。單片機控制芯片u1所有引腳皆用連個30x2排針引出；單片機控制芯片u1的其它管腳置空；

所述的單片機控制芯片u1是整個控制驅(qū)動模塊的核心控制芯片，是基于32位的armcortex-m3處理器stm32f103zet6。

如圖4(a)、4(b)所示，通信模塊電路包括第一通訊控制芯片u4、第二通訊控制芯片u5、第二電阻r2、第三電阻r3、第二十三電容c23、第二十四電容c24、第一三腳接線端子h1、第二三腳接線端子h2；第一通訊控制芯片u4、第二通訊控制芯片u5的型號為max485；

第一通訊控制芯片u4的1腳與單片機控制芯片u1的101腳相連接，4腳與單片機控制芯片u1的102腳相連接，第一通訊控制芯片u4的2腳、3腳都與+3.3v相連，第一通訊控制芯片u4的8腳與第二十三電容c23的一端連接并接+3.3v電源、第二十三電容c23的另一端與電源地相連，第一通訊控制芯片u4的5腳接地，第一通訊控制芯片u4的6腳與第一三腳接線端子h1的1腳相連、第二電阻r2的一端相連，第一通訊控制芯片u4的7腳與第一三腳接線端子h1的3腳、第二電阻r2的另一端相連，第一三腳接線端子h1的2腳接地；

第二通訊控制芯片u5的1腳與單片機控制芯片u1的36腳相連接，4腳與單片機控制芯片u1的37腳相連接，第二通訊控制芯片u5的2腳、3腳都與電源地相連，第二通訊控制芯片u5的8腳與第二十四電容c24的一端連接并接+3.3v電源、第二十四電容c24的另一端與電源地相連，第二通訊控制芯片u5的5腳接地，第二通訊控制芯片u5的6腳與第二三腳接線端子h2的1腳相連、第三電阻r3的一端相連，第二通訊控制芯片u5的7腳與第二三腳接線端子h2的3腳、第三電阻r3的另一端相連，第二三腳接線端子h1的2腳接地；

如圖5所示，電機驅(qū)動芯片使用型號為ibt-2的電機驅(qū)動模塊，系統(tǒng)通過輸入pwm波和使能控制信號，控制電機調(diào)速和正反轉(zhuǎn),包括第一電機驅(qū)動模塊m1，第二電機驅(qū)動模塊m2，第三電機驅(qū)動模塊m3，第四電機驅(qū)動模塊m4，第五電機驅(qū)動模塊m5，第六電機驅(qū)動模塊m6。

第一電機驅(qū)動模塊m1的1腳、第一電機驅(qū)動模塊m1的2腳與單片機控制芯片u1的42腳相連，第一電機驅(qū)動模塊m1的3腳與單片機控制芯片u1的1腳相連，第一電機驅(qū)動模塊m1的4腳與單片機控制芯片u1的2腳相連；第一電機驅(qū)動模塊m1的7腳與電源+5v相連，第一電機驅(qū)動模塊m1的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第二電機驅(qū)動模塊m2的1腳、第一電機驅(qū)動模塊m2的2腳與單片機控制芯片u1的43腳相連，第二電機驅(qū)動模塊m2的3腳與單片機控制芯片u1的1腳相連，第二電機驅(qū)動模塊m2的4腳與單片機控制芯片u1的2腳相連；第二電機驅(qū)動模塊m2的7腳與電源+5v相連，第二電機驅(qū)動模塊m2的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第三電機驅(qū)動模塊m3的1腳、第三電機驅(qū)動模塊m3的2腳與單片機控制芯片u1的136腳相連，第三電機驅(qū)動模塊m3的3腳與單片機控制芯片u1的3腳相連，第三電機驅(qū)動模塊m3的4腳與單片機控制芯片u1的4腳相連；第三電機驅(qū)動模塊m3的7腳與電源+5v相連，第三電機驅(qū)動模塊m3的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第四電機驅(qū)動模塊m4的1腳、第四電機驅(qū)動模塊m4的2腳與單片機控制芯片u1的137腳相連，第四電機驅(qū)動模塊m4的3腳與單片機控制芯片u1的5腳相連，第四電機驅(qū)動模塊m4的4腳與單片機控制芯片u1的58腳相連；第四電機驅(qū)動模塊m4的7腳與電源+5v相連，第四電機驅(qū)動模塊m4的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第五電機驅(qū)動模塊m5的1腳、第五電機驅(qū)動模塊m5的2腳與單片機控制芯片u1的139腳相連，第五電機驅(qū)動模塊m5的3腳與單片機控制芯片u1的3腳相連，第五電機驅(qū)動模塊m5的4腳與單片機控制芯片u1的4腳相連；第五電機驅(qū)動模塊m5的7腳與電源+5v相連，第五電機驅(qū)動模塊m5的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

第六電機驅(qū)動模塊m6的1腳和第六電機驅(qū)動模塊m6的2腳與單片機控制芯片u1的140腳相連，第六電機驅(qū)動模塊m6的3腳與單片機控制芯片u1的5腳相連，第六電機驅(qū)動模塊m6的4腳與單片機控制芯片u1的58腳相連；第六電機驅(qū)動模塊m6的7腳與電源+5v相連，第六電機驅(qū)動模塊m6的8腳與電源地相連；剩余腳全部懸空。

如圖6(a)、6(b)、6(c)所示，檢測模塊電路包括姿態(tài)傳感器模塊mpu6050、深度傳感器液位變送器、磁力計hmc5883l、接線端子h2；其中姿態(tài)傳感器模塊mpu6050的sda接單片機控制芯片u1的70腳，scl腳接單片機控制芯片u1的69腳，vcc腳接+3.3v，gnd腳接地，姿態(tài)傳感器模塊的剩余引腳架空。磁力計hmc5883l的1腳接+3.3v，2腳接地，3腳接單片機控制芯片u1的114腳，4腳接單片機控制芯片u1的115腳，5腳架空。接線端子h2的1腳接24v，2腳與單片機控制芯片u1的41、第四電阻r4的一端相連，第四電阻r4的另一端接地；其中接線端子h-2與液位變送器相連。

如圖7所示，水下直升機的控制方法，具體包括如下步驟：

步驟1.對檢測模塊、控制模塊、電機驅(qū)動模塊和通信模塊進行初始化；

步驟2.手機上位機通信模塊中的參數(shù)設(shè)定單元輸入設(shè)定的的姿態(tài)和深度信息，通信模塊將輸入的目標姿態(tài)和深度信息發(fā)送給控制模塊中的mcu控制電路，mcu控制電路根據(jù)水下直升機的目標姿態(tài)和深度和當前姿態(tài)和深度計算出pwm波的占空比并產(chǎn)生相應(yīng)占空比的pwm波，通過pwm波驅(qū)動電機驅(qū)動模塊控制電機轉(zhuǎn)速；

其中mcu控制電路具體工作如下：

打開mcu控制電路中的mcu的定時器和中斷，輸出設(shè)定的pwm波，通過電機驅(qū)動模塊電路驅(qū)動電機，使水下直升機運動；同時檢測模塊開始測量水下直升機的姿態(tài)和深度，通過互補濾波姿態(tài)解算，將實時數(shù)據(jù)傳送給mcu控制電路；同時mcu控制電路通過通信模塊讀取手機通信模塊發(fā)送的水下直升機目標姿態(tài)和深度信息，并對水下直升機目標姿態(tài)和深度信息與其當前目標姿態(tài)和深度進行比較，使用模糊pid算法對睡醒直升機進行穩(wěn)定控制；mcu控制電路根據(jù)實時檢測模塊發(fā)送的水下直升機的目標姿態(tài)和深度信息，并根據(jù)收到的水下直升機目標姿態(tài)和深度信息隨時更改模糊pid控制算法數(shù)據(jù)和控制水下直升機的運動；

步驟3.檢測模塊時刻檢測水下直升機的姿態(tài)和深度信息，并將水下直升機的姿態(tài)和深度信息發(fā)送給控制模塊，控制模塊再通過通信模塊電路將水下直升機的姿態(tài)和深度信息發(fā)送給手機通信模塊；手機通信模塊中的角度顯示單元顯示水下直升機的姿態(tài)和深度信息。并通過手機藍牙軟件進行姿態(tài)調(diào)整和定深。