[發明專利]可接收多路航向信號的通用航向復示器

有效

• 申請號: 201210060025.1
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN102609000A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 周崗;陳永冰;高楊;劉勇;楊鵬;李文魁;陳陽;賈玉柱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01C21/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李佑宏

1.一種通用航向復示器，其特征在于，包括：

航向信號輸入單元(1)，用于接收外部輸入的航向信號，該航向信號包括數字航向信號和自整角機模擬航向信號；

信號轉換選擇單元(2)，對輸入所述航向信號輸入單元(1)的航向信號中的模擬航向信號進行轉換處理，將其轉換為數字航向信號，并選擇該轉換后的數字航向信號或者輸入的航向信號中的數字航向信號作為輸出信號；

數字航向信號接口單元(3)，用于接收所述信號轉換選擇單元(2)輸出的數字航向信號；

航向信號跟蹤控制單元(4)，對航向信號接口單元(3)接收的數字航向信號進行處理，輸出控制指令；

航向刻度盤驅動單元(5)，其包括驅動電機(50)和齒輪傳動機構(53)所述驅動電機(50)根據所述控制指令驅動所述齒輪傳動機構(53)運動，進而帶動航向刻度盤轉動，實現對輸入航向的實時跟蹤。

2.根據權利要求1所述的通用航向復示器，其特征在于，所述齒輪傳動機構(53)包括雙聯減速齒輪(530)，中心小齒輪(531)，中心大齒輪(534)，航向粗刻度盤(535)和航向精刻度盤(536)，其中，

所述中心小齒輪(531)固定安裝在驅動電機(50)的輸出軸上，所述航向精刻度盤(536)同軸固裝在該中心小齒輪(531)上，所述中心大齒輪(534)與中心小齒輪(531)同軸，且可相對轉動地套裝在該中心小齒輪(531)外周，所述航向粗刻度盤(535)同軸安裝在所述航向精刻度盤(536)外周，并與所述中心大齒輪(534)同軸固接，所述雙聯減速齒輪(530)用于分別與所述中心小齒輪(531)和中心大齒輪(534)嚙合。

3.根據權利要求2所述的通用航向復示器，其特征在于，所述齒輪傳動機構上還設置有精刻度同步盤(532)，其同軸緊固安裝在中心小齒輪(531)上，隨驅動電機(50)的輸出軸與所述中心小齒輪(531)同步轉動。

4.根據權利要求3所述的通用航向復示器，其特征在于，所述精刻度同步盤(532)和航向粗刻度盤(535)上分別固定設置有遮光桿(538)，所述齒輪傳動機構上對應所述遮光桿(538)安裝有紅外傳感器(52)，用于在所述航向粗刻度盤(535)和航向精刻度盤(532)經過零度位置時，相應的遮光桿(538)遮擋住所述紅外傳感器(52)中的紅外光線，以產生過零信號。

5.根據權利要求3或4所述的通用航向復示器，其特征在于，所述驅動電機(50)為步進電機，所述控制指令包括控制所述驅動電機(50)轉動方向的信號指令和控制所述驅動電機(50)轉動步數的脈沖信號指令。

6.根據權利要求1-5之一所述的通用航向復示器，其特征在于，所述航向刻度盤驅動單元(5)還包括步進電機驅動單元(51)和紅外傳感器組件(52)，其中，所述步進電機驅動單元(51)根據所述航向信號跟蹤控制單元(4)傳輸的控制指令控制步進電機(50)轉動，所述紅外傳感器組件(52)用于檢測航向刻度盤的轉角位置。

7.根據權利要求1-6之一所述的通用航向復示器，其特征在于，所述航向信號跟蹤控制單元(4)包括角度差計算單元(44)和步進電機控制信號輸出單元(45)，該角度差計算單元(44)用于計算外部輸入的航向值與航向機械刻度盤角度位置之間的角度差，所述步進電機控制信號輸出單元(45)根據該角度差確定驅動電機(50)的轉動方向和步數，得到驅動電機(50)的控制信號，驅動電機工作，使刻度盤實時跟蹤輸入的航向值。

8.根據權利要求1-7之一所述的通用航向復示器，其特征在于，所述的航向信號輸入單元(1)具有數字航向信號接口和模擬航向信號接口，分別用于接收數字航向信號和自整角機輸出的模擬航向信號。

9.一種權利要求1-8之一所述的通用航向復示器的控制方法，用于對外部輸入的航向進行實時跟蹤，其具體包括：

(1)所述通用航向復示器接收外部輸入的自整角機航向信號或者數字航向信號；

(2)進行初始航向匹配，使航向機械刻度盤顯示的航向與外部輸入的航向信號一致；

(3)航向實時跟蹤：航向信號跟蹤控制單元(4)根據航向信號接口單元(3)輸入的航向信號計算并輸出控制步進電機(5)的控制指令，使航向刻度盤實時跟蹤船舶的航向變化。

10.根據權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述的航向信號跟蹤控制單元(4)中的角度差計算單元(44)首先計算輸入的航向值與航向機械刻度盤角度位置之間的角度差，所述航向信號跟蹤控制單元(4)中的步進電機控制信號輸出單元(45)根據該角度差確定步進電機的轉動方向和步數，從而得到控制步進電機(5)的控制指令。