[發明專利]一種水下滑翔器緊急安全拋載微功耗控制模塊

有效

• 申請號: 201410132151.2
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103879531A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 宋長友;張華;馮俊;陳魯豫;金仲佳;張波
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七○二研究所
• 主分類號: B63G8/22
• 分類號: B63G8/22
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 林弘毅;聶漢欽

技術領域

本發明涉及水下滑翔器緊急安全拋載控制器，是適用于水下滑翔器、水下潛伏物體等設備緊急情況下拋載上浮，具備GPS通訊系統、向GPS設備供電，達到主動求救等待救援的目的設備。

背景技術

水下滑翔器在水下自主滑翔過程中，當核心器件故障或深度長時間超深時，需要緊急拋棄部分載荷，依靠拋棄載荷產生的浮力緊急上浮，浮出水面后，能向通訊系統提供一段時間的電能，確保通訊系統不間斷向遠程岸基系統發送自身坐標信息，等待打撈回收。

發明內容

本發明旨在提供一種水下滑翔器緊急安全拋載微功耗控制模塊，實現對滑翔器核心器件的狀態檢測以及對水深的不間斷檢測，一旦發現核心器件異常或水深超深、且超深時間超過規定時間，則發出拋棄載荷指令并緊急上浮，同時對GPS等通訊系統提供電能；并實現在拋棄載荷指令發出后系統自鎖，不再受外部信號干擾，直到打撈成功后關閉本系統電源或本系統對外提供電能耗盡為止。

本發明的技術方案如下：

一種水下滑翔器緊急安全拋載微功耗控制模塊，包括7.2V鋰電池、12V鋰電池、控制電源穩壓變換電路、功率放大和輸出電路以及信號調理和檢測電路；

所述控制電源穩壓變換電路包括穩壓器，穩壓器的兩個輸入端相連并串聯開關后與所述7.2V鋰電池的正極相連，穩壓器的使能端以及接地端與所述7.2V鋰電池的負極相連并輸出地電壓，穩壓器的兩個輸出端和取樣輸入端相連后輸出5V電壓，同時串聯第一電容和第一電阻后接地電壓，穩壓器的復位端串聯第二電阻后接5V電壓；

所述功率放大和輸出電路包括第一比較器，第一比較器的同相輸入端串聯第三電阻后連接拋載信號，同時串聯第二電容和第三電容后接地；第一比較器的反相輸入端串聯第四電阻后接5V電壓，同時串聯第五電阻和第六電阻后接地；第一比較器的輸出端串聯第七電阻后接5V電壓，同時串聯二極管后與光耦的三極管發射極相連；光耦的三極管集電極和二極管正極與所述12V鋰電池的正極相連，光耦的二極管負極與第一晶體管的漏極相連，第一晶體管的漏極與所述12V鋰電池的正極之間連接GPS模塊，第一晶體管的源極接地，第一晶體管的柵極連接下拉的第四電容并與光耦的三極管發射極相連；還包括第二晶體管，第二晶體管的柵極連接下拉的第五電容、第八電阻并串聯第六電容、第七電容后連接拋載信號，第二晶體管的源極接地，第二晶體管的漏極與所述12V鋰電池的正極之間連接電磁鐵；所述12V鋰電池的負極接地；

所述信號調理和檢測電路包括二路運算放大器，二路運算放大器的第一反相輸入端與第一輸出端相連并串聯第九電阻后連接第二同相輸入端，第一同相輸入端連接深度信號，第二反相輸入端、第二輸出端之間并聯第八電容以及串聯的第十電阻和第十一電阻，第二反相輸入端連接下拉的第十二電阻，第二輸出端串聯第十三電阻后連接第二比較器的同相輸入端；第二比較器的同相輸入端連接下拉的第九電容，第二比較器的反相輸入端串聯下拉的第十四電阻、第十五電阻并串聯第十六電阻后接5V電壓，第二比較器的輸出端串聯第十七電阻后接5V電壓；還包括三3輸入與門，三3輸入與門的第一與門的第一輸入端、第一與門的第二輸入端、第二與門的第一輸入端相連后連接第二比較器的輸出端，第三與門的第三輸入端連接三3輸入或門的第二或門的輸出端，第三與門的第一輸入端連接下拉的第十電容，并串聯第十八電阻后連接航行控制器異常-緊急拋載信號，第二與門的第二輸入端、第二與門的第三輸入端、第一與門的第三輸入端相連后連接下拉的第十一電容，并串聯第十九電阻后連接浮力調節裝置異常信號，第一與門的輸出端串聯第二十電阻、第二十一電阻后連接三3輸入或門的第一或門的第二輸入端，第二與門的輸出端輸出拋載請求信號，第三與門的輸出端串聯第二十二電阻后輸出拋載信號，第三與門的第二輸入端連接拋載信號，并連接下拉的第十二電容；三3輸入或門的第一或門的第二輸入端串聯下拉的第十三電容、第十四電容，三3輸入或門的第二或門的第二輸入端和第三或門的第二輸入端相連后連接下拉的第十五電容，并串聯第二十三電阻后連接航行控制器-拋載聯鎖信號。

本發明的有益技術效果是：

1）本模塊在識別到深度超深、航行控制器異常或剩余浮力調節裝置等核心設備異常情況下，根據設定流程執行緊急拋棄部分載荷，依靠拋棄載荷產生的剩余浮力緊急上浮，同時對GPS等通訊系統提供電能，確保水下滑翔器到達水面后通過GPS和救援系統通訊，告知滑翔器實時坐標，等待救援打撈。在拋棄載荷指令發出后，系統自鎖，不再受外部信號干擾，直到打撈成功后關閉本系統電源或本系統對外提供電能耗盡為止。