[發(fā)明專利]一種動力定位水下對接模擬器控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310424349.3
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103488177A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林孝工;史軍;盧杰梅;曹姝清;張影;丁新超
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 哈爾濱市船大專利事務(wù)所 23201
• 代理人: 張貴豐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋工程領(lǐng)域，尤其是一種動力定位水下對接模擬器控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水下裝置一般分為載人水下裝置和無人水下裝置兩種類型，其中，載人水下裝置又可分為軍用水下裝置和非軍用水下裝置（如那些用于海底考察的水下裝置）。目前，大多數(shù)載人水下裝置屬于自由航行式水下裝置，根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的不同，包括觀察型、水下作業(yè)型、潛水員水下出入型等多種類型。20世紀60年代中期到70年代中期，是載人水下裝置發(fā)展的鼎盛時期，技術(shù)發(fā)展得較為成熟，但由于開發(fā)設(shè)計與加工均需要高度技術(shù)與成本，同時又要考慮操作人員的安全，近些年來，水下裝置的發(fā)展已從有人水下裝置逐漸演變到以無人水下裝置為發(fā)展主流。雖然經(jīng)過長期的發(fā)展，已有很多不同類型的水下裝置，用于完成不同的作業(yè)，但用于實現(xiàn)模擬失事潛艇對接裝置尚屬空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種動力定位水下對接模擬器控制系統(tǒng)，能夠模擬失事潛艇對接，并實現(xiàn)有效控制。

實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案：

一種動力定位水下對接模擬器控制系統(tǒng)，包括支撐框架，其特征在于：支撐框架上方設(shè)有對接平臺，支架框架內(nèi)側(cè)設(shè)有密封艙和浮力水艙，密封艙居中，浮力水艙位于密封艙的兩側(cè)，支撐框架的下方設(shè)有爬犁，爬犁上安裝有推進器;電氣控制單元設(shè)置于密封艙內(nèi),電氣控制單元包括單片機、姿態(tài)傳感器、液位變送器,單片機與水面控制計算機通訊連接,姿態(tài)傳感器、液位變送器的信號輸出端接單片機，單片機信號輸出端經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路接推進器的信號輸入端。

對接平臺外側(cè)設(shè)有呈人字形的對接平板，對接平臺設(shè)有步進電機，步進電機可通過螺桿控制對接平板的張角；電氣控制單元還包括步進電機驅(qū)動器，單片機的信號輸出端經(jīng)放大電路接步進電機驅(qū)動器。

浮力水艙的頂部設(shè)有充氣孔和放氣孔，充氣放氣通過充氣電磁閥和放氣電磁閥控制；電氣控制單元還包括繼電器組，單片機信號輸出端經(jīng)經(jīng)繼電器控制電路接繼電器組，繼電器組信號輸出端充氣電磁閥和放氣電磁閥。

單片機采用ATmega128芯片，單片機通過RS-422通信控制電路與水面控制計算機通訊連接。

姿態(tài)傳感器采用OCTANS傳感器，姿態(tài)傳感器經(jīng)RS-232通信控制電路與單片機通訊連接。

液位變送器經(jīng)采集調(diào)整電路、低通濾波器接單片機信號輸入端。

密封艙內(nèi)的底部設(shè)有滑軌，滑軌上設(shè)有可用于安裝電器元件的抽拉式墊板。

本發(fā)明具有的有益效果：

本發(fā)明支撐框架上方設(shè)有對接平臺，支架框架內(nèi)側(cè)設(shè)有密封艙和浮力水艙，密封艙居中，浮力水艙位于密封艙的兩側(cè)，支撐框架的下方設(shè)有爬犁，爬犁上安裝有推進器，電氣控制單元設(shè)置于密封艙內(nèi),電氣控制單元包括單片機、姿態(tài)傳感器、液位變送器,單片機與水面控制計算機通訊連接,姿態(tài)傳感器、液位變送器的信號能夠及時傳送給水面控制計算機，單片機經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路驅(qū)動安裝在爬犁上的推進器。本發(fā)明能夠適當而有效的向前航行，兩邊浮力水艙的浮力和集中在密封艙的船體重量，使本發(fā)明具有良好的運動穩(wěn)定性。本發(fā)明更有利于航向控制和信號及時傳送，與其它現(xiàn)有其它形狀的水下裝置相比，本發(fā)明航行速度較慢，而其慢速與穩(wěn)定性正是模擬失事潛艇所需要的，即本發(fā)明能夠有效模擬失事潛艇。

本發(fā)明對接平臺外側(cè)設(shè)有呈人字形的對接平板，對接平臺設(shè)有步進電機，步進電機可通過螺桿控制對接平板的張角，步進電機由單片機進行控制，步進電機在停轉(zhuǎn)時可以提供較大的保持力矩，使對接平板保持在一個期望的張角上。本發(fā)明浮力水艙的頂部設(shè)有充氣孔和放氣孔，充氣放氣通過充氣電磁閥和放氣電磁閥控制，單片機通過繼電器控制充氣電磁閥和放氣電磁閥，控制浮力水艙的充氣放氣，可方便地實現(xiàn)對模擬器姿態(tài)的調(diào)整。本發(fā)明單片機采用ATmega128芯片，單片機通過RS-422通信控制電路與水面控制計算機通訊連接；姿態(tài)傳感器采用OCTANS傳感器，姿態(tài)傳感器經(jīng)RS-232通信控制電路與單片機通訊連接，更有利于實現(xiàn)對模擬器的方便、可靠控制。本發(fā)明密封艙內(nèi)的底部設(shè)有滑軌，滑軌上設(shè)有可用于安裝電器元件的抽拉式墊板，密封艙內(nèi)的電器組件安裝更加方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明模擬器主視圖；

圖2為本發(fā)明模擬器側(cè)視圖（去除對接平臺）；

圖3為本發(fā)明模擬器俯視圖（去除對接平臺）；

圖4為本發(fā)明電氣控制單元的原理框圖。

具體實施方式