基于AT91RM9200的7000m微型ROV控制系统设计.pdf

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1、第5期机械设计与制造2011年5月MachineryDesign＆Manufacture21文章编号：1001—3997(2011)05—0021—03基于AT91RM9200的7000m微型ROV控制系统设计水黄兴龙1,2李智刚孙凯秦宝成(’中国科学院沈阳自动化研究所机器人国家重点实验室，沈阳110016)(中国科学院研究生院，北京100039)Designof7000一meter-micro—ROVcontrolsystembasedonAT91RM9200HUANGXing-longm,LIZhi-gang1,SUNKai，QINBao-

2、cheng(StateKeyLaboratoryofRobotics，ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China)(GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)【摘要】设计了一种适用于自带能源的7000m深海微型ROV的嵌入式水下控制系统。该系统是7000米微型ROV的核心部件，采用AT91RM9200芯片作为中央处理器，扩展各种传感器和功能部件完成ROV

3、的监控和与上位机之间的实时通讯。采用功耗低、集成度高的电子元件来搭建出一种功耗低、尺寸小、简单可靠且能满足这种ROV运行环境的控制系统；采用耐压电子技术，控制系统能够稳定地在70MPa的压力下工作。关键词：7000m微型无人潜水器；控制系统；AT91RM9200；耐压设计【Abstract】hpresentanembedded-control-systemusinginthe7000一Meter-Micro—ROVcarriedwithbatteriesinboardThesystemisthecorepartofthewholesystemo

4、fROV，whichadoptsthecforAT91RM9200asCPU，byextendingkindsofsensorsandotherfunctionunittomonitorandcontroltheROVandreizethecommunicationwiththeuppercomputer．Electroniccomponentswithlowpowerandhighinte—grationareappliedtosetupasystemwithlowpower，smallsize，simplicity，robustnessth

5、atcouldmeettherunningenvironmentforthisROV；withtheutilizationofthepressuretolerantelectronicstechnologythes一ternisallowedtoworksteadilyunderapressureof70Mpa．Keywords：7000-meter-micro-ROV；Controlsystem；AT91RM0200；Pressuretolerantdesign中图分类号：TH16文献标识码：A1引言定工作而且要有一定的抗干扰能力。缆控水下机

6、器人(Remotelyoperatedunderwatervehicles，ROV)2ROV控制系统结构是一个无人的水下航行器，以电缆连接到母船，常搭载有水下灯控制系统可分为集中式控制系统、分布式控制系统等。分布式和照相机、摄影机、机械手臂、声纳等。ROV应用十分广泛，在海控制系统嗵用于多个智能装置和自主动作装置组成的结构功能都洋开发、救助打涝、海洋科学考察、水产业、辅助潜水员作业和军较为复杂的控制系统。深海微型ROV整体控制需求相对简单，所事上扫雷等方面起到不可替代的作用ll1。以采用上位机与下位机的集中式控制系统。整体结构如图1所示。深海微

7、型ROV工作在深海极端恶劣的环境下，其研发设计是一项复杂的工程，大部分深海的ROV从开始研发到实现商业化要经历几年的时间。世界上只有美国、俄罗斯、法国等少数发达国家研究成功了深度在6000m以下的深海微型ROV。中科院沈阳自动化研究所研制的7000m微型ROV自带能源，携带摄像机及多种传感器，可搭载在载人潜水器(HOV)上，与载人潜水器组成子母式系统，配合载人潜水器完成较为复杂的任务。深海微型ROV要求尺寸小、重量轻、运动灵活以便在载人潜水器不能或不便进入的狭小复杂区域开展工作。为了减轻ROV整体尺寸与重量，ROV控制系统采用耐压电子技术搭建，

8、电路系统都封装在液压补偿的壳体内。ROV的工作环境要求其控制系统功耗低、尺寸小、控制系统各功能模块简单可靠、能承受70Mpa的压力正常稳图17000m