一种机器人导航系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种机器人导航系统。
【背景技术】
[0002]水下智能机器人(AUV)能够以水面舰船或潜艇为活动基地，在周围数十或数百里的水下空间，自主完成水下探测，可用于水下作业施工，也可以完成对港口与航道地理、水文信息的测量和搜集等，从而大大扩展人么对水底世界的了解。水下机器人的发展经历了载器，有缆遥控水下机器人和自主式水下运载体(又称为无缆潜水器AutonomousUnderwater Vehicles,简称AUV)三个阶段。AUV代表了未来水下机器人发展的方向，是当前世界各国研宄工作的热点。机器人在水下航行的首要条件就是要获得自身准确的定位信息。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种机器人导航系统，可为水下机器人提供精确的地理位置信息，可为机器人调整自身姿态提供参考信息，可与外界进行通讯，将测得的数据以无线电波的形式传输。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种机器人导航系统，包括电源、稳压电路、复位芯片、时钟芯片、电量检测芯片、单片机、电子罗盘、惯性导航组件、RS232总线、深度计、模数转换器、超声波发射模块、超声波接收模块和浮球天线，可为水下机器人提供精确的地理位置信息，可为机器人调整自身姿态提供参考信息，可与外界进行通讯，将测得的数据以无线电波的形式传输。
[0005]电源提供电能，电源与稳压电路相连。稳压电路为复位芯片、时钟芯片、单片机、电子罗盘、惯性导航组件、深度计、模数转换器、超声波发射模块、超声波接收模块和浮球天线提供稳定的工作电压。复位芯片与单片机相连，复位芯片用于为单片机提供复位信号，防止单片机错误运行。时钟芯片与单片机相连，时钟芯片为单片机提供时钟信号。电量检测芯片用于检测电源电量，并将检测到的信号传输至单片机。单片机用于信号的接收处理。电子罗盘用于测量方位值。惯性导航组件用于计算机器人的导航参考坐标系。RS232总线一端连接在单片机上，另一端连接有电子罗盘和惯性导航组件，RS232总线为电子罗盘和单片机的串行通信提供数据传输通道，为惯性导航组件和单片机的串行通信提供数据传输通道。深度计用于检测水深并将测得的信号转化为电流信号。模数转换器一端与单片机相连，另一端与深度计相连，模数转换器用于将模拟信号转化为数字信号。超声波发射模块用于发射超声波。超声波接收模块用于接收超声波。天线用于扩大超声波发射模块和超声波接收模块的信号传输范围。
[0006]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种机器人导航系统所述的电量检测芯片选用美信半导体有限公司生产的电量检测芯片，其型号为DS2784G。
[0007]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种机器人导航系统所述的单片机选用爱特梅尔有限公司生产的单片机，其型号为YL9G20。
[0008]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种机器人导航系统所述的电子罗盘选用里音有限公司生产的电子罗盘，其型号为DCM260B。
[0009]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种机器人导航系统所述的惯性导航组件选用里音有限公司生产的惯性导航组件，其型号为AH100B。
[0010]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种机器人导航系统所述的深度计选用得乐有限公司生产的深度计，其型号为DMD2100J。
[0011]本实用新型一种机器人导航系统的有益效果为:
[0012]a.为水下机器人提供定位信息；
[0013]b.定位精度高；
[0014]c.可与外界进行通信。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型一种机器人导航系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0016]在图1中，本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种机器人导航系统，包括电源、稳压电路、复位芯片、时钟芯片、电量检测芯片、单片机、电子罗盘、惯性导航组件、RS232总线、深度计、模数转换器、超声波发射模块、超声波接收模块和浮球天线，可为水下机器人提供精确的地理位置信息，可为机器人调整自身姿态提供参考信息，可与外界进行通讯，将测得的数据以无线电波的形式传输。
[0017]电源提供电能，电源与稳压电路相连。稳压电路为复位芯片、时钟芯片、单片机、电子罗盘、惯性导航组件、深度计、模数转换器、超声波发射模块、超声波接收模块和浮球天线提供稳定的工作电压。稳压电路对电源进行降压稳压后，为复位芯片、时钟芯片、模数转换器和单片机提供1.8V的工作电压，为电子罗盘、惯性导航组件、深度计、超声波发射模块、超声波接收模块和浮球天线提供3.3V的工作电压。
[0018]复位芯片与单片机相连，复位芯片用于为单片机提供复位信号，防止单片机错误运行。时钟芯片与单片机相连，时钟芯片为单片机提供时钟信号。在单片机运行出错后，复位芯片对单片机进行复位操作，且能排除外界干扰对单片机的影响。
[0019]电量检测芯片用于检测电源电量，并将检测到的信号传输至单片机。单片机用于信号的接收处理。单片机选用爱特梅尔有限公司生产的单片机，其型号为YL9G20。电量检测芯片选用美信半导体有限公司生产的电量检测芯片，其型号为DS2784G。电量检测芯片测得电源电量并将电量值实时传递至单片机，电量下降到设定值时，单片机接收信号并对信号进行处理后输出报警信号，报警信号被传输至超声波发射模块，报警信号经超声波发射模块传输至控制中心。
[0020]RS232总线一端连接在单片机上，另一端连接有电子罗盘和惯性导航组件，RS232总线为电子罗盘和单片机的串行通信提供数据传输通道，为惯性导航组件和单片机的串行通信提供数据传输通道。电子罗盘用于测量方位值。电子罗盘选用里音有限公司生产的电子罗盘，其型号为DCM260B。电子罗盘是采用三个互相垂直的磁感式传感器，每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度。向前的方向称为X方向的传感器检测地磁场在X方向的矢量值。向左或Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值。向下或Z方向的传感器检测地磁场在Z方向的矢量值。每个方向的传感器的灵敏度都已根据在该方向上地磁场的分矢量调整到最佳点，并具有非常低的横轴灵敏度。不论是在赤道上的向上变化还是在南北极的更低值位置。电子罗盘将测得的信息传送至单片机，单片机仅用地磁场在X和Y的两个分矢量值便可确定方位值。
[0021]惯性导航组件用于计算机器人的导航参考坐标系。惯性导航组件选用里音有限公司生产的惯性导航组件，其型号为AH100B。惯性导航组件包括3个加速度计和3个陀螺仪。3个加速度计用来测量运载器的3个平移运动的加速度，指示当地地垂线的方向。3个陀螺仪用来测量机器人的3个转动运动的角位移，指示地球自转轴的方向。单片机对测出的加速度进行两次积分，可算出机器人所选择的导航参考坐标系的位置。
[0022]深度计选用得乐有限公司生产的深度计，其型号为DMD2100J。深度计用于检测水深并将测得的信号转化为电流信号。模数转换器一端与单片机相连，另一端与深度计相连，模数转换器用于将模拟信号转化为数字信号。单片机接收到模数转换器传递的数字信号并对信号进行处理后得出深度。
[0023]超声波发射模块用于发射超声波。超声波接收模块用于接收超声波。天线用于扩大超声波发射模块和超声波接收模块的信号传输范围。单片机将方位信息、深度信息和电量信息传递至超声波发射模块，超声波发射模块对信号进行处理后，将信号以超声波的形式传递至远程接收端。超声波接收模块用于接收控制中心的控制指令。
[0024]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种机器人导航系统，包括电源、稳压电路、复位芯片、时钟芯片、电量检测芯片、单片机、电子罗盘、惯性导航组件、RS232总线、深度计、模数转换器、超声波发射模块、超声波接收模块和浮球天线，其特征在于:电源提供电能，电源与稳压电路相连；稳压电路为复位芯片、时钟芯片、单片机、电子罗盘、惯性导航组件、深度计、模数转换器、超声波发射模块、超声波接收模块和浮球天线提供稳定的工作电压；复位芯片与单片机相连，复位芯片用于为单片机提供复位信号，防止单片机错误运行；时钟芯片与单片机相连，时钟芯片为单片机提供时钟信号；电量检测芯片用于检测电源电量，并将检测到的信号传输至单片机；单片机用于信号的接收处理；电子罗盘用于测量方位值；惯性导航组件用于计算机器人的导航参考坐标系；RS232总线一端连接在单片机上，另一端连接有电子罗盘和惯性导航组件，RS232总线为电子罗盘和单片机的串行通信提供数据传输通道，为惯性导航组件和单片机的串行通信提供数据传输通道；深度计用于检测水深并将测得的信号转化为电流信号；模数转换器一端与单片机相连，另一端与深度计相连，模数转换器用于将模拟信号转化为数字信号；超声波发射模块用于发射超声波；超声波接收模块用于接收超声波；天线用于扩大超声波发射模块和超声波接收模块的信号传输范围。
2.根据权利要求1所述的一种机器人导航系统，其特征在于:所述电量检测芯片选用美信半导体有限公司生产的电量检测芯片，其型号为DS2784G。
3.根据权利要求1所述的一种机器人导航系统，其特征在于:所述单片机选用爱特梅尔有限公司生产的单片机，其型号为YL9G20。
4.根据权利要求1所述的一种机器人导航系统，其特征在于:所述电子罗盘选用里音有限公司生产的电子罗盘，其型号为DCM260B。
5.根据权利要求1所述的一种机器人导航系统，其特征在于:所述惯性导航组件选用里音有限公司生产的惯性导航组件，其型号为AH100B。
6.根据权利要求1所述的一种机器人导航系统，其特征在于:所述深度计选用得乐有限公司生产的深度计，其型号为DMD2100J。
【专利摘要】本实用新型涉及一种控制系统，更具体地说涉及一种机器人导航系统，可为水下机器人提供精确的地理位置信息，可为机器人调整自身姿态提供参考信息，可与外界进行通讯，将测得的数据以无线电波的形式传输。复位芯片用于为单片机提供复位信号，防止单片机错误运行。时钟芯片为单片机提供时钟信号。单片机用于信号的接收处理。电子罗盘用于测量方位值。惯性导航组件用于计算机器人的导航参考坐标系。深度计用于检测水深并将测得的信号转化为电流信号。模数转换器用于将模拟信号转化为数字信号。超声波发射模块用于发射超声波。超声波接收模块用于接收超声波。天线用于扩大超声波发射模块和超声波接收模块的信号传输范围。
【IPC分类】G05D1-02
【公开号】CN204613744
【申请号】CN201520369340
【发明人】宋强, 刘凌霞, 陈向东, 陶华亭
【申请人】宋强
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月1日