【正文】 推動(dòng)下， 水下平臺(tái) 前進(jìn)或后退過(guò)程中，當(dāng)舵板轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，由于受到向上或向下的分力，從而完成上下潛浮的動(dòng)作。 由于舵機(jī)數(shù)量少于舵板式潛水 ，因此 續(xù)航能力較強(qiáng)，而舵板式潛水深度較淺，但是效率較氣囊式更高，但其內(nèi)部有三個(gè)舵機(jī)導(dǎo)致 耗 電量較大 ，因此 續(xù)航能力下降，試驗(yàn)過(guò)程中氣囊式潛水由于氣密性要求較高，多次試驗(yàn)均有進(jìn)水現(xiàn)象出現(xiàn) 。其外觀(guān) CAD 如圖所示： 電腦 USB 接口 PL2303 MAX232 無(wú) 線(xiàn) 模 塊SRWF1 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 412系統(tǒng)整體外觀(guān) CAD圖 系統(tǒng)在水下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程需要靠 水下平臺(tái) 尾翼渦輪推動(dòng)部分 、下部轉(zhuǎn)向部分、左右側(cè)翼部分等部分完成 。 。 TR1=1。 ES=1。 轉(zhuǎn)向舵機(jī)的控制： 轉(zhuǎn)向舵機(jī)的控制一般需要一個(gè) 20ms 的時(shí)基脈沖，脈沖的高電平部分一般為~ 范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分。// 使得左側(cè)部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號(hào)端為低電平 } if(i=b) { PWM_vertical_right=1。 DQ = 1。 //如果 x=0 則初始化成功 ， x=1 則初始化失敗 DelayUs2x(25)。 DQ = 1。 DQ = datamp。 unsigned int t=0。 //讀取溫度寄存器等（ 共可讀 9 個(gè)寄存器）前兩個(gè)就是溫度 a=ReadOneChar()。該設(shè)計(jì)主要由 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)、LM2596 穩(wěn)壓模塊、 MG995 舵機(jī)、 STC89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)等模塊組成。 潛浮方式在防水做好的前提下，優(yōu)先采用氣囊式潛水，負(fù)責(zé)建議采用舵板式潛水。老師教導(dǎo)將在我今后工作道路上起很大的引導(dǎo)作用！感謝父母對(duì)我學(xué)業(yè)的支持 ,感謝其他幫助過(guò)我的同學(xué)。不僅美觀(guān)，且安全系數(shù)較高，故障率低。本著簡(jiǎn)單方便易操作的理念實(shí)現(xiàn)對(duì)水下行走平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制，并能通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收和發(fā)射模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)（ PC）與水下行走平臺(tái)的通訊，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)水 下行走平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制以及將采集水下信息發(fā)送到上位機(jī)。 WriteOneChar(0xCC)。 } /* 讀取溫度 */ unsigned int ReadTemperature(void) { unsigned char a=0。 i0。i) { DQ = 0。 //拉高總線(xiàn) DelayUs2x(50)。 該部分的采用直插式的 DS18B20 作為水下溫度檢測(cè)的傳感 器， DS18B20 體積很小適合系統(tǒng) 水下平臺(tái) 體積小的特點(diǎn)，能量消耗也相對(duì)較低，不會(huì)在使用中消耗過(guò)多能量而影響 水下平臺(tái) 其他部分功能。 //使得尾部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號(hào)端為低電平 } if(i=a) { PWM_vertical_left=1。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為 20ms，寬度為 的基準(zhǔn)信號(hào)， 通過(guò)改變高電平的寬度來(lái)改變舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。 while(!TI)。 TH1=0XFD。 。 由于 水下平臺(tái)在水下運(yùn)行，耗電量較大，一次需要不斷充電以保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，因此在前部開(kāi)有直徑約為 ，主要用于設(shè)備在試驗(yàn)完后方便充電 及在進(jìn)水的狀態(tài)下能夠及時(shí) 的排出水，防止內(nèi)部控制電路短路燒壞 。 10 20 2025 30176。位置，其工作流程圖如圖 48 所示： 圖 48舵板式潛浮工作流程圖 舵板傾斜后根據(jù)正交分解對(duì)舵板進(jìn)行受力分析得到舵板的的受力原理如圖 49 所示： 圖 49舵板正交分解受力原理圖 上位機(jī)發(fā)出潛浮指令 舵板轉(zhuǎn)到至105176。其電路原理圖如圖 43 所示： H8DQ2GND1VCC3U6DS1820R1010K+5 圖 43 DS18B20模塊原理圖 采用 STC 公司的 STC89C52RC 系列的單片機(jī)最小系統(tǒng)板作為控制單元主要用于接收和發(fā)送 無(wú)線(xiàn)模塊數(shù)據(jù)指令， 并 進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理得到相應(yīng)的控制參數(shù) ， 執(zhí)行 相應(yīng)動(dòng)作 ，完成 水下平臺(tái) 的 運(yùn)動(dòng)要求。 因此穩(wěn)壓電源模塊采用直流 大功率電池 轉(zhuǎn)換 為 5V 電壓。 其中電源模塊作為系統(tǒng)內(nèi)部的動(dòng)力來(lái)源，主要為單片機(jī)最小系統(tǒng)及舵機(jī)和 SRWF1 無(wú)線(xiàn)模塊供電，保證系統(tǒng) 水下平臺(tái) 控制與接收發(fā)射部分正常運(yùn)行 。 圖 28轉(zhuǎn)向舵機(jī) 方案二 :水下平臺(tái) 轉(zhuǎn)向采用渦輪推動(dòng)的方式 。 進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)的通訊，完成對(duì) 水下平臺(tái) 運(yùn)動(dòng)的控制功能的實(shí)現(xiàn)，并且將傳感器測(cè)得數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。 圖 24內(nèi)部負(fù)重方式圖 方案二 :采用外部負(fù)重方式。實(shí)驗(yàn)實(shí)物 如圖 23 所示 。 方案一 :采用 LM2596 可調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓芯片作為系統(tǒng)穩(wěn)壓電源 方案二： 采用 LM7805 作為系統(tǒng)穩(wěn)壓電源 方案比較： 由于水下阻力較大，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性 要求較高，且系統(tǒng)內(nèi)部帶有三個(gè)舵機(jī)，舵機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行需要穩(wěn)定的電源 供電 ，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行， LM7805 僅可給 CPU 供電，滿(mǎn)足不了系統(tǒng)要求， 并且通過(guò)試驗(yàn)證明 LM7805 提供的電流不足以 給舵機(jī)提供 足夠功率 ，而 LM2596 能夠同時(shí)為三個(gè)舵機(jī)提供穩(wěn)定電壓供整個(gè)系統(tǒng) 水下平臺(tái) 的轉(zhuǎn)向使用， 因此采用LM2596 作為穩(wěn)壓模塊的穩(wěn)壓芯片， 本 系統(tǒng) 水下平臺(tái) 的電源供電模塊需要選擇方案一作為主要實(shí)施方案。 方案二： 采用 Infineon 公司的 BTN7960 作為渦輪電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊。在實(shí)際工作中并不是都要求計(jì)算機(jī)有很高的性能 ， 工 業(yè)控制更是如此 。 研究目標(biāo)： 本設(shè)計(jì)采用 STC89C52 系列單片機(jī)控制系統(tǒng) 調(diào)試并完成水下行走平臺(tái)與上位機(jī)軟件通訊 、 以及水下行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 。 需要設(shè)計(jì) 水下平臺(tái) 行進(jìn)的推動(dòng)渦輪機(jī)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)，及水下行走機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向及下沉上浮機(jī)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)， 使 整個(gè)機(jī)構(gòu)能夠穩(wěn)定在水下行走 。目前，仿魚(yú)推進(jìn)技術(shù)的研究還沒(méi)有達(dá)到實(shí)用程度，針對(duì)理論研究和性能驗(yàn)證的機(jī)器魚(yú)設(shè)計(jì)正在實(shí)驗(yàn)空進(jìn)行從體積的角度來(lái)劃分，可分為常規(guī)機(jī)器魚(yú)和微小型機(jī)器魚(yú)，常規(guī)機(jī)器魚(yú)的研究與開(kāi)發(fā) ， 旨住設(shè)計(jì)一種快速，高效、可操縱的水下推進(jìn)裝置，試圖 從 水下潛器和水下機(jī)器人領(lǐng)域取代螺旋漿等常規(guī)推進(jìn)器 [6]。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 國(guó)外水下機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展相對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō) 起步比較 早 發(fā)展比較快速，而且技術(shù) 比較先進(jìn)，其中是以美國(guó)、日本以及西方歐洲等的發(fā)達(dá)國(guó)家為主 。 singlechipmicroputer。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)） 題 目： 水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)（下位機(jī)部分） 目錄 摘 要 ................................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................................II 緒論 ............................................................................................................................................. 1 選題背景及研究意義 ............................................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 ................................................................................................................... 1 研究?jī)?nèi)容及目標(biāo) .................................................................................................................... 2 方案及論證 .................................................................................................................................. 4 控制單元模塊 ........................................................................................................................ 4 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊 ........................................................................................................................ 4 電源模塊 ............................................................................................................................... 5 潛浮方式 ............................................................................................................................... 5 配重方式 ............................................................................................................................... 7 無(wú)線(xiàn)模塊 ............................................................................................................................... 8 水下平臺(tái)轉(zhuǎn)向部分設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 9 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................11 系統(tǒng)總體硬件電路設(shè)計(jì) .........................................................................................................11 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 12 系統(tǒng)各部分硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 14 穩(wěn)壓電源模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 14 驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) ............