[实用新型]一种遥控水下机器人模拟训练器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种遥控水下机器人模拟训练器。

背景技术

水下机器人(ROV)是当今人类探索海洋环境和开发海洋资源的有力工具之一。ROV操作复杂，需要专门的操作人员进行操作。因此在将ROV交付客户时，需要对客户进行专门的实际操作培训。由于客户对ROV比较陌生，没有感性认识，因此培训时间长，培训效果也不理想。同时客户初次操作真实的ROV，可能会出现操作不当的现象，这极易造成ROV损坏、系缆破损等一系列问题，甚至还可能丢失ROV。这一系列问题的产生不但浪费了大量的人力物力，而且培训效果不佳，也给正在接受培训的操作人员带来了巨大的心理负担。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型提出用于培训ROV操作人员的一种遥控水下机器人模拟训练器。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种遥控水下机器人模拟训练器，其特征在于，包括

操控装置，用于操作人员控制虚拟水下机器人位置和姿态的设备；

控制系统，基于水下机器人的运动学和动力学模型，根据操作人员对操控装置的操作，计算虚拟水下机器人的位置和姿态，并将虚拟水下机器人的位置和姿态信息传送给视景仿真计算机；

视景仿真计算机，用于虚拟显示海洋环境，虚拟水下机器人位置和姿态的显示，以及虚拟显示水下机器人载体的运动轨迹。

所述操控装置包括单杆、按钮和指示灯。

所述单杆为一个三自由度单杆和一个两自由度单杆。

所述控制系统包括工控机和下位机模块，工控机和各个下位机模块之间通过CAN总线网络进行信息交互，采用主从式的应用层协议，工控机为主机，各个下位机模块为从机。

所述工控机通过CAN/RS232智能转换器将工控机间接挂接到CAN总线上。

所述的下位机模块包括模拟输出模块、模拟输入模块、数字输入模块和数字输出模块。

本实用新型具有以下优点：

1.模拟ROV实际操作场景来培训操作人员，视景显示效果逼真，具有很强的沉浸感，培训时间短，效果好，且不会造成ROV的损坏和丢失；

2.操控设备只需要两个单杆、几个按钮和指示灯，操作简单；

3.功能模块化，接口简单。本实用新型包括操控设备、控制系统、视景仿真计算机三个模块，各个模块都有各自的功能，并且接口简单，连接方便。；

4.模块功能独立化。本实用新型中的视景仿真计算机独立出来，不但可以用于辅助设计ROV控制系统，还可用于真实的ROV控制舱中，辅助ROV操作人员观察ROV的运动状态。

5.体积小，易于安装。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图；

图2是本实用新型的系统信号流程图；

图3是本实用新型的工控机控制流程图；

图4是本实用新型的视景仿真计算机控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做详细说明。

如图1，一种遥控水下机器人模拟训练器，包括

操控装置，用于操作人员改变虚拟水下机器人的位置和姿态；

控制系统，是本实用新型的核心，采用真实的设备搭建。基于水下机器人的运动学和动力学模型，根据操作人员对操控装置的操作，计算虚拟水下机器人的位置和姿态，并将虚拟水下机器人的位置和姿态信息传送给视景仿真计算机；

视景仿真计算机，用于虚拟水下机器人的视景显示。

所述操控装置包括单杆、按钮和指示灯。

所述单杆为一个三自由度单杆和一个两自由度单杆。

所述控制系统包括工控机和下位机模块，工控机和各个下位机模块之间通过CAN总线网络进行信息交互，采用主从式的应用层协议，工控机为主机，各个下位机模块为从机。

所述的下位机模块包括模拟输出模块、模拟输入模块、数字输入模块和数字输出模块。

所述工控机和所述视景仿真计算机之间通过以太网建立以太网通信，采用TCP/IP协议实现信息的交互。

所述工控机通过CAN/RS232智能转换器将工控机间接挂接到CAN总线上。