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水下机器人四螺旋桨推进器控制方法实施方式

2022/07/15210 作者:佚名
导读:由图1-5所示,《水下机器人四螺旋桨推进器控制方法》提供了一种水下机器人四螺旋桨推进器控制方法,水下机器人5包括左水平推进器3、右水平推进器4和左垂直推进器1、右垂直推进器2,每个推进器由一个电机和一个螺旋桨组成。四个推进器采用一种电机,但采用两对螺旋桨,水平推进器用一对,垂直推进器用一对,其中每对螺旋桨同向安装,但桨叶方向相反。上位机通过操作三维摇杆6来控制水下机器人5的运动方式。水平推进器提供

由图1-5所示,《水下机器人四螺旋桨推进器控制方法》提供了一种水下机器人四螺旋桨推进器控制方法,水下机器人5包括左水平推进器3、右水平推进器4和左垂直推进器1、右垂直推进器2,每个推进器由一个电机和一个螺旋桨组成。四个推进器采用一种电机,但采用两对螺旋桨,水平推进器用一对,垂直推进器用一对,其中每对螺旋桨同向安装,但桨叶方向相反。上位机通过操作三维摇杆6来控制水下机器人5的运动方式。水平推进器提供水平推进动力,垂直推进器提供上升下潜动力,水下机器人5水平向前推进的时候为水平螺旋桨提供动力的两个电机分别反向旋转,故两个螺旋桨提供的动力都为向前;当两个电机同向旋转的时候,两个螺旋桨提供的动力一个向前一个向后,实现水下机器人5的转向,并且分别给予两个电机不同的动力,实现了转弯角度大小的控制。水下机器人5的上升下潜控制时左垂直推进器1和右垂直推进器2的两个电机不进行差速控制,而是同时给予相同的动力,通过控制动力大小控制水下机器人5的上升和下潜速度。下位机通过判断三维摇杆6的第一维运动参数实现控制水下机器人5的上升和下潜运动,通过判断第二和第三维运动参数,实现水下机器人5的直线前进、直线后退、左转弯、右转弯、左前方前进、右前方前进、左后方后退、右后方后退的运动控制。

《水下机器人四螺旋桨推进器控制方法》提供了一种水下机器人四螺旋桨推进器控制方法,包括如下步骤:

(1)水下机器人5上位机检测三维摇杆6的实时位置将其转化成相应的参数通过485通信发给下位机;

(2)下位机接收到上位机发来的控制信息后,判断三维摇杆6的三维运动参数up_dow,fro_bac,lef_rig,当摇杆6不操作时,处于中间位置,摇杆6的三维运动实时参数均为0;

(3)根据三维摇杆6的命令参数控制四个螺旋桨推进器的推力大小以及方向,利用左垂直推进器1和右垂直推进器2控制水下机器人5的上升和下潜运动,利用左水平推进器3和右水平推进器4控制水下机器人5直线前进、直线后退、左转弯、右转弯、左前方前进、右前方前进、左后方后退、右后方后退动作。

当摇杆6从中间位置顺时针旋转到头的过程中,第一维摇杆实时参数up_dow的读数位从1到(N-1)均匀递增,当摇杆6从中间位置逆时针旋转到头的过程中,读数位从N到(2N-1)均匀递增,下位机通过判断第一维运动参数up_dow,控制水下机器人5的上升和下潜运动;如果第一维运动参数up_dow≤(N-1),此时左垂直推进器1旋转方向为正,右垂直推进器2旋转方向为反,实现下潜运功;如果第一维运动参数up_dow≥N,左垂直推进器1旋转方向为反,右垂直推进器2旋转方向为正,实现上升运功。

当摇杆6从中间位置向前到头的过程中,第二维摇杆实时参数fro_bac的读数位从1到(N-1)均匀递增,当摇杆6从中间位置向后到头的过程中,读数位从N到(2N-1)均匀递增,下位机判断第二维运动参数fro_bac,控制水下机器人5的前进和后退运动;如果第二维运动参数fro_bac≤(N-1)成立,同时再判断第三维运动参数lef_rig=0,实现直线前进动作;如果第二维运动参数fro_bac≥N成立,同时再判断第三维运动参数lef_rig=0,实现直线后退动作。

当摇杆6从中间位置向右到头的过程中,第三维摇杆实时参数lef_rig的读数位从1到(N-1)均匀递增,当摇杆6从中间位置向左到头的过程中,读数位从N到(2N-1)均匀递增,下位机判断第三维运动参数lef_rig,控制水下机器人5的左转弯和右转弯运动;如果第三维运动参数lef_rig≤(N-1)成立,同时再判断第二维运动参数fro_bac=0,实现右转弯运动;如果第三维运动参数lef_rig≥N成立,同时再判断第二维运动参数fro_bac=0,实现左转弯运动。

如果第二维运动参数fro_bac≤(N-1)成立,则fro=fro_bac,为前进命令;同时再判断第三维运动参数,如果第三维运动参数lef_rig≥N成立,则lef=lef_rig-N,右水平推进器4旋转方向为反,右水平推进器4动力为[Max*(fro lef)/N]转/分,当(fro lef)≥N时,取(fro lef)=N;左水平推进器3动力为[Max*(|fro-lef|)/N]转/分,当(fro-lef)≥0时,左水平推进器3旋转方向为正,当(fro-lef)<0时,左水平推进器3旋转方向为反,实现左前方前进动作;如果第三维运动参数lef_rig≤(N-1)成立,则rig=lef_rig,左水平推进器3旋转方向为正,左水平推进器3动力为[Max*(fro rig)/N]转/分,当(fro rig)≥N时,取(fro rig)=N;右水平推进器4动力为[Max*(|fro-rig|)/N]转/分,当(fro-rig)≥0时右水平推进器4旋转方向为反,当(fro-rig)<0时右水平推进器4旋转方向为正,实现右前方前进动作。

如果第二维运动参数N

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