[发明专利]一种用于气囊式水下定深悬浮装置的控制系统

权利要求书

1.一种用于气囊式水下定深悬浮装置的控制系统，包括电压转换模块、信号处理模块、控制模块、外部驱动模块；所述电压转换模块用于将电源提供的电压转换为电路所需的工作电压；其特征在于：深度传感器探测到的水深信号经过信号处理模块处理后传输给控制模块，控制模块根据水深信号及设定的控制规则生成控制电压信号，控制电压信号经过外部驱动模块处理，传输给执行机构中的充气装置或排气装置，充气装置或排气装置在控制电压信号的驱动下立即启动完成对气囊的充气或排气，从而实现水下定深悬浮装置在水中设定深度的悬浮。

2.根据权利要求1所述的一种用于气囊式水下定深悬浮装置的控制系统，其特征在于：所述信号处理模块的功能为将0-5V的水深信号处理为数字信号处理器DSP的A/D模块所能转换的0-3.3V信号，同时对信号进行滤波降噪处理，保证输入信号的可靠性；所述信号处理模块将处理后的信号输出给控制模块；

所述控制模块的功能为将输入水深信号进行处理计算，生成0-3.3V控制电压信号，并将控制电压信号输出给外部驱动模块；

所述的外部驱动模块包括信号放大模块、电机驱动模块和点火头驱动模块；所述的信号放大模块将控制模块发出的弱信号转化为控制电机驱动模块和点火头驱动模块的强信号，强信号指电压不小于5V的电信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于气囊式水下定深悬浮装置的控制系统，其特征在于：所述信号处理模块通过核心信号处理电路实现的，所述的核心信号处理电路包括信号采集器（P1）、电阻（R1）、电阻（R2）、集成运放（U1A）、电阻（R3）、电容（C1）；信号采集器（P1）接收深度传感器输出的水深处理信号，信号采集器端口（G1）接模拟地，端口（G2）接+12V电源，端口（G3）与电阻（R1）相连，电阻（R1）与集成运放（U1A）正极相连，电阻（R1）通过电阻（R2）接数字地，电阻（R1）与电阻（R2）的阻值比例关系为2:3，集成运放（U1A）的信号输出端通过电阻（R3）和电容（C1）接数字地，集成运放（U1A）的负极与集成运放（U1A）的输出端相连；电阻（R3）右端接输出信号，该输出信号输出给控制模块。

4.根据权利要求3所述的一种用于气囊式水下定深悬浮装置的控制系统，其特征在于：所述控制模块通过数字信号处理器DSP（U2）实现，包括接输入信号的管脚（G174），接Vcc电源的管脚（G31）、管脚（G69）、管脚（G64）、管脚（G81）、管脚（G114）、管脚（G145），接1.8V电源的管脚（G23）、管脚（G37）、管脚（G56）、管脚（G75）、管脚（G100）、管脚（G112）、管脚（G128）、管脚（G143）、管脚（G154）、管脚（G162），接3.3V电源的管脚（G1）、管脚（G13）、管脚（G14）、管脚（G166），管脚（G159）通过电阻（R4）与Vcc相连，管脚（G140）通过电阻（R5）与Vcc相连，管脚（G76）通过电容（C2）与模拟地相连，管脚（G77）通过电容（C3）与模拟地相连，管脚（G76）通过晶振（Y1）与管脚（G77）相连，管脚（G10）通过电容（C4）与数字地相连，管脚（G11）通过电容（C5）与数字地相连，管脚（G16）通过电阻（R6）与数字地相连，管脚（G175）通过电阻（R10）与数字地相连，接输出信号的管脚（G45）、管脚（G46）、管脚（G47）、管脚（G48）、管脚（G92）、管脚（G93）、管脚（G94）、管脚（G95），输出信号的管脚与外部驱动模块相连，输出端口数量根据气瓶和电机的数量而定。

5.根据权利要求4所述的一种用于气囊式水下定深悬浮装置的控制系统，其特征在于：所述的外部驱动模块包括信号放大模块、电机驱动模块和点火头驱动模块；

信号放大模块包括总线收发器（U3），总线收发器（U3）接收控制模块的输入信号，总线收发器（U3）的输出信号给电机驱动模块和点火头驱动模块；

电机驱动模块由微型电机驱动集成电路（U4）实现，微型电机驱动集成电路（U4）包括管脚（G2）、管脚（G7），管脚（G2）、管脚（G7）用于接收总线收发器（U3）输入的电机驱动控制信号，还包括接电机正负极的管脚（G3）、管脚（G6）；微型电机驱动集成电路U4管脚（G3）、管脚（G6）两端的电压作为控制信号输出给排气装置；

点火头驱动模块由点火头驱动电路组成，点火头驱动电路的数量由气瓶的数量而定，单个点火头驱动电路包括电阻（R8）、电容（C6）、电阻（R9）、三极管（Q1）、电阻（R10）；电阻（R8）左端接总线收发器（U3）输入的点火头驱动控制信号，电阻（R8）右端接三极管（Q1）的基极，（Q1）基极通过由电容（C6）和电阻（R9）组成的并联电路接地，三极管（Q1）的发射极直接接地，三极管（Q1）的集电极通过电阻（R10）接+5V；电阻（R10）两端的电压作为控制信号输出给充气装置。