发明内容
[0004] 本发明的目的是提供了一种利用水下机器人推进电机传送信息的方法及装置,利用电机本体振动,令振动信号按照摩尔斯编码表,很简便的实现利用电机本体进行信息传输的功能。
[0005] 为了达到上述目的,本发明披露了一种利用水下机器人推进电机传送信息的装置,包括驱动模块、无刷直流电机的三相定子绕组、控制器,其中:驱动模块与无刷直流电机的三相定子绕组相连,用于驱动电机旋转、振动;控制器的6个IO接口分别和驱动模块的6个栅极输入相连,可发送PWM给6个MOS管的栅极,用于电机的正常转动。
[0006] 控制器的输出IO接口,可在PWM无效时间内发送脉冲,改变电机转子瞬时的受力情况,用于控制电机振动传送信息。
[0007] 本发明的进一步改进,驱动模块包括:直流电源VDC、MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3、MOS管S4、MOS管S5、MOS管S6、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5、二极管VD6;直流电源VDC的正极分别与MOS管S1的漏极、MOS管S3的漏极、MOS管S5的漏极、二极管VD1的阴极、二极管VD3的阴极、二极管VD5的阴极相连;MOS管S1的源极、MOS管S4的漏极和无刷直流电机的A相相连,MOS管S1的源极和MOS管S4的漏极相连;MOS管S3的源极、MOS管S6的漏极和电机的B相相连,MOS管S3的源极和MOS管S6的漏极相连;MOS管S5的源极、MOS管S2的漏极和电机的C相相连,MOS管S5的源极和MOS管S2的漏极相连。
[0008] 本发明的进一步改进,控制器包括:控制器的IO接口P1、IO接口P2、IO接口P3、IO接口P4、IO接口P5、IO接口P6;MOS管S1的栅极和控制器的IO接口P1相连;MOS管S2的栅极和控制器的IO接口P2相连;MOS管S3的栅极和控制器的IO接口P3相连;MOS管S4的栅极和控制器的IO接口P4相连;MOS管S5的栅极和控制器的IO接口P5相连;MOS管S6的栅极和控制器的IO接口P6相连。
[0009] 本发明还提供了利用水下机器人推进电机传送信息方法的具体步骤如下:步骤一:设置控制器IO接口的脉冲模式与脉冲周期;步骤二:在电机工作空余区间内通过控制器的IO接口发送脉冲,使电机的定子在平衡位置附近振动,脉冲的延迟时间固定,脉冲的循环频率F的增减变化,使得电机产生时间长短不同的振动与振动间隔。步骤三:在控制代码中预存摩尔斯编码表每个字符所对应的F参数,在需要输出相应字符时,控制器读取预存信息进行电机振动控制。
[0010] 所发脉冲循环频率F与电机振动频率D如下公式计算得到:D=F/8000。
[0011] 上述方法中,当脉冲循环频率F降低至0—160Khz时,电机的振动频率为0—20hz,此时电机处于低频振动模式,用于传输距离较远信息量较少信号;当脉冲循环频率F升高至50Mhz—80Mhz时,电机的振动频率D为6.25Khz—10Khz,此时电机处于高频振动模式,用于近距离传输信息量较大的信号。
[0012] 本命通过电机振动时间长短,实现摩尔斯信号的基本信号;通过延时控制,实现摩尔斯信号的时间间隔;令该摩尔斯信号按照摩尔斯编码表编码,因此起到了信息传输的效果。
[0013] 其中,摩尔斯编码信号包括:两种基本信号和不同的间隔时间。两种基本信号包括:短促的点信号“·”,读“滴”(Di);保持一定时间的长信号“—”,读“嗒”(Da);间隔时间包括:“滴”,1t;“嗒”,3t;“滴”“嗒”间,1t;字符间,3t;字间,7t。
[0014] 可选地,间隔时间t包括:通过电机所处振动模式的最小小时间隔τ赋值给t,最小时间间隔τ在使用低频振动模式时,τ=0.05s;最小时间间隔τ在使用高频振动模式时,τ= 0.0001s;可选地,摩尔斯编码表包括:使用“·—”表示字符“A”;使用“—···”表示字符“B”;使用“—·—·”表示字符“C”;使用“—··”表示字符“D”;使用“·”表示字符“E”;使用“··—·”表示字符“F”;使用“—··”表示字符“G”;使用“····”表示字符“H”;使用“··”表示字符“I”;使用“·— — —”表示字符“J”;使用“—·—”表示字符“K”;使用“·—··”表示字符“L”;使用“— —”表示字符“M”;使用“—· ”表示字符“N”;使用“— — —”表示字符“O”;使用“·— —·”表示字符“P”;使用“— —·—”表示字符“Q”;使用“ ·—·”表示字符“R”;使用“···”表示字符“S”;使用“—”表示字符“T”;使用“··—”表示字符“U”;使用“···—”表示字符“V”;使用“·— —”表示字符“W”;使用“—··—”表示字符“X”;使用“—·— —”表示字符“Y”;使用“— — ··”表示字符“Z”;使用“·— — — —”表示字符“1”;使用“·· — — —”表示字符“2”;使用“···— —”表示字符“3”;使用“····—”表示字符“4”;使用“·····”表示字符“5”;使用“—····”表示字符“6”;使用“— —···”表示字符“7”;使用“— — —··”表示字符“8”;使用“— — — —·”表示字符“9”;使用“— — — — —”表示字符“0”。
[0015] 本发的有益效果:1、通过利用推进电机的工作空余时间产生振动信号,实现信息传输,可替代传统水下通信的方式,或成为当其余水下通信装置故障与失效时的替代方式。2、通过摩尔斯编码信号的信息传输方式,便于加密与解密,提高水下信息传输的保密性。3、当脉冲循环频率降低时,电机的振动频率变低,可设置电机为低频振动模式,用于传输距离较远信息量较少信号;当脉冲循环频率升高时,电机的振动频率变高,可设置为高频振动模式,用于近距离传输信息量较大的信号。