水下檢測(cè)與清污機(jī)器人R0V模態(tài)切換模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

常路，林仁義，劉海艦，陳偉，曾慶軍

（江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212003）

水下檢測(cè)與清污機(jī)器人R0V模態(tài)切換模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

常路，林仁義，劉海艦，陳偉，曾慶軍

（江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212003）

文中提出了一種面向水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)與清污、多功能、模塊化、模態(tài)切換的新型ROV（Remote1y Operated Vehic1e）設(shè)計(jì)方案，利用So1idWorks軟件完成各子模塊的虛擬建模、結(jié)構(gòu)布置和虛擬裝配，著重研究了可使ROV在浮游和爬行模態(tài)之間自由切換的模態(tài)切換模塊設(shè)計(jì)并加工完成。開(kāi)展了水池自航實(shí)驗(yàn)，在多次實(shí)體調(diào)平和水密實(shí)驗(yàn)后，結(jié)果表明，通過(guò)上位機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)ROV的靈活操控，航行穩(wěn)定性較好，并能實(shí)現(xiàn)定航和定深功能，樣機(jī)各模塊性能較好地達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

水下機(jī)器人；虛擬建模；模態(tài)切換；控制系統(tǒng)

水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)與清污機(jī)器人是有纜遙控水下機(jī)器人（Remote1y Operated Vehic1e，ROV）的一種，它具有機(jī)動(dòng)靈活、動(dòng)力充沛、作業(yè)深度大、續(xù)航力強(qiáng)和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于水下觀察、海洋勘探、海洋平臺(tái)的安裝與維修、海洋管線的鋪設(shè)與檢修以及水下考古等作業(yè)。ROV通過(guò)臍帶纜與水面聯(lián)系，既需要執(zhí)行傳統(tǒng)的水下任務(wù)，又可實(shí)現(xiàn)近距離結(jié)構(gòu)檢測(cè)，以及水下結(jié)構(gòu)物、堤壩、船底等清污作業(yè)。因此，開(kāi)展水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)與清污機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究對(duì)于海洋工程的發(fā)展具有十分重要的意義［1_2］。

文中研制一種面向海洋工程水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)與清污的新型有纜遙控水下機(jī)器ROV，該ROV是一種多功能、模塊化、模態(tài)切換ROV。本文將重點(diǎn)介紹ROV的總體設(shè)計(jì)，模態(tài)切換模塊機(jī)械設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，整體調(diào)試與實(shí)驗(yàn)幾方面。

1　R0　V的總體設(shè)計(jì)

1.1R0V設(shè)計(jì)要求

文中研制一種面向海洋工程水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)室的ROV，該ROV是一種多功能、模塊化、模態(tài)切換的ROV，通過(guò)水面控制平臺(tái)控制水下潛航體自由運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)檢查作業(yè)，在有需要時(shí)可以模態(tài)切換成爬壁模式，進(jìn)行爬壁清污作業(yè)。

1）能夠在淺水中進(jìn)行浮游勘察作業(yè)，能夠完成4個(gè)自由度（上浮下潛、前進(jìn)后退、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、俯仰）的運(yùn)動(dòng)；

2）能夠?qū)崟r(shí)采集水下攝像頭的視頻并且錄制下來(lái)，進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)，能夠獲取水下機(jī)器人的深度、姿態(tài)、溫度等傳感器信息并且保存下來(lái)；

3）能夠在爬行狀態(tài)下，貼住水壩、船底等物體表面，可以進(jìn)行近距離檢查和清污作業(yè)。

1.2R0V技術(shù)參數(shù)

海洋工程水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)的ROV適用范圍更廣、功能更多、并且模塊化設(shè)計(jì)安裝。如下表1是ROV關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。

1.3R0V系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述設(shè)計(jì)指標(biāo)，將ROV系統(tǒng)分為水面控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)，它通過(guò)臍帶纜連接進(jìn)行信號(hào)、能源的傳輸。本體結(jié)構(gòu)采用開(kāi)架式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)方便設(shè)計(jì)制造安裝，也方便設(shè)備的添加和更換，在纜控型水下機(jī)器人中應(yīng)用廣泛。水下機(jī)器人由搖桿、PC機(jī)、控制箱、臍帶纜和水下機(jī)器人本體組成，小型水下機(jī)器人不需要中繼器。

如圖1所示是ROV系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框，水面控制系統(tǒng)包括電腦、鼠標(biāo)、搖桿和水面控制臺(tái)，其中把電源、通信設(shè)備做進(jìn)一個(gè)機(jī)箱內(nèi)變成一個(gè)便于攜帶的水面控制箱，上位機(jī)軟件和輸入設(shè)備裝在筆記本電腦上，操控水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)并實(shí)時(shí)顯示水下傳感信息和視頻信息。

表1　MC-R0V關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

圖1　ROV系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

1.4R0V本體設(shè)計(jì)及工作原理

水下潛航體主要是一個(gè)能夠攜帶各種檢測(cè)設(shè)備、導(dǎo)航裝置、作業(yè)設(shè)備、水下控制器、推進(jìn)器的載體。本文設(shè)計(jì)一種容易拆裝、方便布置和安裝設(shè)備的模塊化開(kāi)架式載體。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的問(wèn)題有：各模塊體積形狀對(duì)水下潛航體自穩(wěn)性、操縱性影響、模塊設(shè)計(jì)制造問(wèn)題、各部分吸水率問(wèn)題、載體框架強(qiáng)度問(wèn)題、設(shè)備拆裝方便性問(wèn)題和外形設(shè)計(jì)符合指標(biāo)性等問(wèn)題。

如圖2所示，水下潛航體由十個(gè)主要部分組成，包括：①載體框架；②浮體；③從動(dòng)輪模塊；④控制艙；⑤驅(qū)動(dòng)艙；⑥視覺(jué)照明模塊；⑦垂向推進(jìn)模塊；⑧縱向推進(jìn)模塊；⑨模態(tài)切換模塊；⑩爬行清污模塊。載體框架作為搭載基礎(chǔ)，是由螺栓連接的鋼制矩形框架結(jié)構(gòu)；浮體被4個(gè)浮體連接件安裝在載體框架的上部，3個(gè)大圓孔為推進(jìn)器的導(dǎo)流通道；載體框架前部下方安裝有從動(dòng)輪模塊，兩個(gè)萬(wàn)向輪可作為前置從動(dòng)輪；控制艙安裝在載體框架的前部中下層；驅(qū)動(dòng)艙放在控制艙上，并與從動(dòng)輪模塊可靠固接；視覺(jué)照明模塊安裝在載體框架前部中上層，包括兩個(gè)水下LED照明燈和一個(gè)水下攝像機(jī)；載體框架中層首尾對(duì)稱布置安裝兩個(gè)垂向推進(jìn)模塊，由導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)器以及各種連接零件組成；一對(duì)縱向推進(jìn)模塊是由尼龍齒輪驅(qū)動(dòng)導(dǎo)管螺旋槳，左右對(duì)稱安裝在載體框架的兩側(cè)；模態(tài)切換模塊安裝在載體框架的中部；兩個(gè)爬行清污模塊是由尼龍齒輪驅(qū)動(dòng)主動(dòng)車(chē)輪和清污滾輪，左右對(duì)稱安裝在載體框架的尾部下層兩側(cè)。

ROV入水后，水下傳感器將水下信息實(shí)時(shí)反饋到上位機(jī)端。根據(jù)傳感器返回信息，操控人員利用上位機(jī)軟件或操縱搖桿來(lái)控制ROV水下作業(yè)，水下潛航體靠自帶的推進(jìn)器進(jìn)行浮游運(yùn)動(dòng)，并利用水下攝像機(jī)進(jìn)行水下勘察作業(yè)。當(dāng)接近目標(biāo)壁面后，打開(kāi)吸附推進(jìn)器控制模態(tài)切換模塊改變縱向電機(jī)動(dòng)力作用點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)浮游和爬行兩種模態(tài)的切換：當(dāng)縱向電機(jī)與縱向螺旋槳齒合時(shí)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人4自由度浮游運(yùn)動(dòng)［3］；當(dāng)縱向電機(jī)與傳動(dòng)盒上齒輪齒合時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的爬行清污作業(yè)；同時(shí)傳動(dòng)盒可以給后置的兩個(gè)車(chē)輪和清污毛刷傳輸動(dòng)力，在爬行時(shí)吸附推進(jìn)器提供貼壁反推力。ROV多功能，模塊化的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)有助于零件的更換與維修，整個(gè)系統(tǒng)制造成本低、加工方便簡(jiǎn)單、供電系統(tǒng)能耗較?。煌瑫r(shí)可以在壁面爬行和清污，也可以浮游時(shí)進(jìn)行勘察作業(yè)，活動(dòng)范圍廣。

圖2　水下本體結(jié)構(gòu)布局

2　模態(tài)切換模塊設(shè)計(jì)

2.1模態(tài)切換模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1設(shè)計(jì)原理

模態(tài)切換模塊是ROV中的核心模塊，操作者可以通過(guò)水面控制平臺(tái)控制機(jī)器人水下作業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人浮游勘察和爬行清污作業(yè)，并可以在浮游和爬行模態(tài)之間進(jìn)行自由切換。

本模塊使用so1idwork完成模態(tài)切換模塊的虛擬建模，使用基于有限元計(jì)算軟件Simu1ation模態(tài)切換模塊進(jìn)行強(qiáng)度校核，使其設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度均滿足使用要求［4］；ROV可以在浮游和爬行模態(tài)之間自由切換，可代替潛水員進(jìn)入較深水域和危險(xiǎn)環(huán)境進(jìn)行工作，對(duì)水下結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)察與清污作業(yè)。ROV設(shè)計(jì)為浮力略大于自身重力，如果作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)電路異?；蛴龅骄o急情況可自動(dòng)緊急上浮，保證機(jī)器人安全［5］。模態(tài)切換3D建模及主要功能部件如圖3所示。

圖3　3D建模及主要功能部件

2.1.2模塊工作原理

將連接步進(jìn)電機(jī)的絲桿滑臺(tái)垂直固定在模態(tài)切換平臺(tái)上，靠絲桿滑臺(tái)進(jìn)行模態(tài)切換［6］。在水下機(jī)器人進(jìn)行浮游模態(tài)到爬行模態(tài)切換時(shí)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的絲桿來(lái)控切換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)模態(tài)的切換，接下來(lái)控制清污刷子的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到清污目的，同時(shí)縱向電機(jī)可以控制水下機(jī)器人的貼壁爬行。爬壁清污狀態(tài)結(jié)束后，切換平臺(tái)在螺桿的作用下向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到上邊界時(shí)，尼龍齒輪與縱向推進(jìn)模塊的尼龍齒輪嚙合，可為縱向螺旋槳提供動(dòng)力，垂向推進(jìn)模塊保證機(jī)器人懸浮，水下機(jī)器人可以進(jìn)行浮游作業(yè)。切換平臺(tái)上裝有上下兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)切換過(guò)程結(jié)束時(shí)立刻停止步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，通過(guò)水池試驗(yàn)證明水下機(jī)器人模態(tài)切換裝置的可行性和可靠性。

MC_ROV工作在浮游監(jiān)測(cè)與爬壁清污狀態(tài)時(shí)模態(tài)切換模塊與其他模塊的嚙合情況分別如圖4和圖5所示。

圖4　浮游檢測(cè)狀態(tài)

圖5　爬壁清污狀態(tài)

現(xiàn)有的市場(chǎng)化的水下機(jī)器人一般為檢測(cè)型或?yàn)閷I(yè)清污型，它們的外形設(shè)計(jì)都不足以使兩者結(jié)合起來(lái)［7］，但是我們?cè)O(shè)計(jì)的ROV是一款面向海洋工程水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)與清污、多功能、模塊化模態(tài)切換的新型ROV，模態(tài)切換驅(qū)動(dòng)裝置是其關(guān)鍵部件，可在浮游和爬行模態(tài)之間自由切換，使其能勝任浮游檢測(cè)和爬壁清污工作模式。

2.2模態(tài)切換模塊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1硬件設(shè)計(jì)

由于模塊對(duì)精度要求較高，為了良好實(shí)現(xiàn)切換功能，我們選用步進(jìn)電機(jī)作為其驅(qū)動(dòng)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，達(dá)到準(zhǔn)確定位和調(diào)速的目的［8］。

上位機(jī)和下位機(jī)采用USB轉(zhuǎn)rs232通訊，波特率為9 600 bps。一次成功的通信包含上位機(jī)對(duì)下位機(jī)準(zhǔn)確發(fā)送控制信號(hào)和下位機(jī)對(duì)上位機(jī)發(fā)送正確的反饋信息。基于RS_ 232C標(biāo)準(zhǔn)串口定義，只需要使用數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收和共同地線這3根線，即采用“三線制接法”［9］。

電機(jī)采用57步進(jìn)電機(jī)，配以BL_TB6560_V2.0驅(qū)動(dòng)器［10］，采用89C52單片機(jī)控制電機(jī)，硬件框圖如圖6所示。

圖6　模塊硬件框圖

2.2.2上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

任何監(jiān)控系統(tǒng)都離不開(kāi)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)，它是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的中介和接口，它把信息的機(jī)內(nèi)形式轉(zhuǎn)換成人類可以接受的信息，如圖像、聲音、光電、振動(dòng)等，所有需要人和計(jì)算機(jī)交流的領(lǐng)域都有人機(jī)交互界面HMI的應(yīng)用［11］。

ROV水面控制系統(tǒng)的監(jiān)控軟件采用VB編寫(xiě)，它一方面負(fù)責(zé)鼠標(biāo)信息，將這些信息轉(zhuǎn)換成控制指令傳送給水下機(jī)器人電機(jī)控制系統(tǒng)，另一方面顯示水下控制系統(tǒng)返回的各種速度信息。如圖7為結(jié)構(gòu)框圖。操作者可以鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕實(shí)現(xiàn)模態(tài)切換模塊中兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的起停、正反轉(zhuǎn)動(dòng)及加減速控制，當(dāng)模態(tài)切換完成時(shí)，行程開(kāi)關(guān)自動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

數(shù)據(jù)通訊通過(guò)VB中的MSComm控件實(shí)現(xiàn)，它提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)通信命令的接口，它允許建立串口連接，可以連接到其他通信設(shè)備（如Modem）［12］。

圖7　監(jiān)控軟件結(jié)構(gòu)框圖

2.2.3下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

水下機(jī)器人下位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)采用了美國(guó)Kei1 Software公司出品的Kei1 μVision4開(kāi)發(fā)環(huán)境，它供了包括C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（μVision）將這些部分組合在一起［13］。本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，C語(yǔ)言程序簡(jiǎn)潔易讀，語(yǔ)言結(jié)構(gòu)性好，可移植性強(qiáng)。

51單片機(jī)是水下控制系統(tǒng)的核心，下位機(jī)軟件基于該單片機(jī)編寫(xiě)，需要時(shí)刻控制電機(jī)的運(yùn)行，還需要不斷與上位機(jī)進(jìn)行通信［14］。如圖8所示為下位機(jī)軟件程序結(jié)構(gòu)框圖，程序分為主程序和中斷程序兩部分，主程序是處理器在24 MHz主頻下，不斷循環(huán)運(yùn)行，主要有系統(tǒng)初始化程序，延時(shí)程序，電機(jī)低速正轉(zhuǎn)程序，中斷程序是使處理器對(duì)外部或外部發(fā)生的事件能夠?qū)崟r(shí)處理而設(shè)置，包括電機(jī)的起停轉(zhuǎn)向和調(diào)速控制。

圖8　軟件結(jié)構(gòu)框圖

3　水下實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

3.1水下定航實(shí)驗(yàn)

定航是水下機(jī)器人的主要功能之一，也是衡量水下機(jī)器人性能的主要指標(biāo)之一［15］。在MC_ROV系統(tǒng)中設(shè)定期望航行角后，利用導(dǎo)航傳感器記錄MC_ROV水下實(shí)際航行數(shù)據(jù)。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB，按照導(dǎo)航解算步驟編寫(xiě)程序，繪制出定航曲線圖，如圖9所示。分析定航曲線圖后可知，MC_ ROV系統(tǒng)定航響應(yīng)快，超調(diào)小，穩(wěn)定時(shí)間在20秒以內(nèi)，航向穩(wěn)定后誤差范圍在3°以下，滿足定航要求。而誤差產(chǎn)生的原因主要是由于慣性器件誤差隨時(shí)間累積導(dǎo)致導(dǎo)航效果變差。如圖10是航向角穩(wěn)定后，MC_ROV在水下定航行駛。

圖9　MC_ROV定航實(shí)驗(yàn)曲線圖

圖10　MC_ROV定航實(shí)驗(yàn)

3.2水下定深實(shí)驗(yàn)

與定航一樣，定深也是檢驗(yàn)水下機(jī)器人性能的主要指標(biāo)之一。在MC_ROV系統(tǒng)中設(shè)定期望航行角后，利用深度傳感器記錄MC_ROV水下實(shí)際航行數(shù)據(jù)。定深曲線圖與定深誤差曲線圖分別如圖11與圖12所示。分析2個(gè)圖可知，定深實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，MC_ROV大約需要15 s左右才能達(dá)到預(yù)定深度；誤差基本上在0～0.2 m范圍內(nèi)波動(dòng)。其主要原因有3個(gè)：一是選取的推進(jìn)器功率稍小，動(dòng)力略顯不足；二是定深設(shè)備固有誤差較大，在35 cm左右；最后是因?yàn)樗鲏毫Φ碾S機(jī)性對(duì)深度傳感器造成了不確定性影響。

圖11　MC_ROV定深實(shí)驗(yàn)曲線圖

圖12　MC_ROV定深誤差曲線圖

4　結(jié)論

針對(duì)一種面向海洋工程水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)與清污、多功能模態(tài)切換的新型ROV，開(kāi)發(fā)了一套水面水下控制系統(tǒng)。水面控制系統(tǒng)包括電源、操控?fù)u桿和上位機(jī)軟件，本體包括水下控制器、視覺(jué)照明模塊、水下傳感設(shè)備動(dòng)力推進(jìn)單元?？蓪?shí)現(xiàn)遙控和監(jiān)控兩種模式下的中等范圍搜索和定點(diǎn)觀測(cè)，并可在浮游和爬行模態(tài)之間自由切換。水下實(shí)驗(yàn)表明：ROV機(jī)械、控制系統(tǒng)軟硬件和通信都正常運(yùn)行，定航、定深功能運(yùn)行良好，能夠?qū)崿F(xiàn)兩種模態(tài)之間的切換，實(shí)現(xiàn)了水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)與清污功能，滿足使用要求。

［1］王宇鑫.“海螺一型”ROV控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與艏向控制技術(shù)研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2012.

［2］MU Ling-ji，Car1os Sardinha，CHEN Chin-yin，et a1.Remote1y operated vehic1e system imp1ementation in Open-Water［C］//Proceedings of the 2nd Internationa1 Conference on Inte11igent Techno1ogies and Engineering Systems（ICITES2013）.Springer Internationa1 Pub1ishing，2014：553_560.

［3］周風(fēng)余，李貽斌，吳愛(ài)國(guó).高壓巡線機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2006（5）：623_626.

［4］陳建軍，車(chē)建文.結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)述評(píng)與展望［J］.力學(xué)進(jìn)展，2001（2）：181_192.

［5］金偉，許恒建，柳玉起，等.基于So1idWorks平臺(tái)的板料成形參數(shù)化模擬技術(shù)［J］.塑性工程學(xué)報(bào)，2001，18（6）：70_75.

［6］劉景林，王帥夫.數(shù)控機(jī)床用多步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)控制［J］.電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，2013，17（5）：80_86.

［7］徐玉如，李彭超.水下機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)［J］.自然雜志，2011，33（3）：125_132.

［8］古志堅(jiān).基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2013.

［9］艾長(zhǎng)勝，章勇，鞠紅.單片機(jī)與PC機(jī)三線制高速串行通訊［J］.信息技術(shù)，2002（4）：2_4.

［10］盧貺，宋霞.基于TB6560步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（4）：36_40.

［11］趙嫚，方衛(wèi)寧，穆建成.地鐵調(diào)度員工作站人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)研究［J］.鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2014，23（6）：49_54.

［12］李旭東，陳俊杰.基于VB中MSComm控件的通信軟件開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)［J］.電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，2007（7）：25_27.

［13］陳曉莉，張俊濤.KEIL C51單片機(jī)仿真器的設(shè)計(jì)［J］.微計(jì)算機(jī)信息，2006，22（5）：19_21.

［14］趙學(xué)軍.單片機(jī)與組態(tài)王的通信程序設(shè)計(jì)［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2006（9）：35_37.

［15］姚峰.水下機(jī)器人基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)控制體系結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2012.

Deslgn and lmPlementatlon of R0V mode sWltch module for underWater detectlon and cleanlng robot

CHANG Lu，LIN Ren-yi，LIU Hai-jian，CHEN Wei，ZENG Qing-jun
（School of Electronics and Information，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003，China）

In this paper，a new ROV（Remote1y Operated Vehic1e）design scheme is proposed，which is based on the detection of underwater structure，the function of the system，the modu1e and the mode switch.The So1idWorks software is used to comp1ete the virtua1 mode1ing，structure 1ayout and virtua1 assemb1y of the sub modu1es，and the design and processing of the mode switch modu1e which can make the ROV between the f1oating and the craw1ing modes are studied.The experiments of the water poo1 in the air are carried out.The resu1ts show that the contro1 system can achieve the f1exib1e contro1 of ROV and the navigation stabi1ity is good.

remote1y operated vehic1e；virtua1 mode1ing；dynamic mode1s；simu1ation

TN02

A

1674_6236（2016）10_0166_04

2015_12_01稿件編號(hào)：201512004

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61503162）；江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（BK20150473）；江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目（201510289015Z）

常路（1994—），男，江蘇鎮(zhèn)江人，碩士研究生。研究方向：先進(jìn)控制技術(shù)與應(yīng)用。