[實用新型]一種不依賴艏向信號的船舶自動操縱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920173414.2
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN209311887U
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周崗;宰德廣;陳永冰;李文魁;李晨;張智穎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;王亞萍

本實用新型公開了一種不依賴艏向信號的船舶自動操縱系統(tǒng)。它包括用于輸出指令舵角的舵輪、用于輸出船位信息的定位模塊、用于實時檢測船體實際舵角和船體回轉(zhuǎn)角速度的舵角反饋單元、用于確定轉(zhuǎn)舵指令信號的控制單元和用于驅(qū)動舵葉轉(zhuǎn)動的液壓舵機(jī)，所述舵輪、定位模塊、舵角反饋單元的信號輸出端分別與控制單元的多個信號輸入端電連接，所述控制單元的信號輸出端與液壓舵機(jī)的信號輸入端電連接。本實用新型能實現(xiàn)艏向信號缺失條件下的船舶自動操縱控制，降低了人工作業(yè)強(qiáng)度，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益及船舶航行的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于船舶操縱控制技術(shù)領(lǐng)域，是針對船舶航行過程中艏向信號缺失的情況而提出的一種解決方法，具體涉及一種不依賴艏向信號的船舶自動操縱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

船舶自動操縱控制現(xiàn)已成為船舶操縱控制的主要方式，其基本原理是在自動舵裝備中利用各種導(dǎo)航設(shè)備傳送來的船舶運動信息，通過相應(yīng)的控制算法給出操舵控制信號，控制舵機(jī)適當(dāng)轉(zhuǎn)舵，進(jìn)而使船舶按需要的航行計劃航行，例如自動保持在給定的航向上航行即航向控制、自動沿著設(shè)定的航線航行即航跡控制等。其中船舶運動信息主要包括舵角信息、艏向信息和位置信息。而在自動控制時無論是航向控制還是航跡控制，都需要獲得船舶的實際艏向信息，艏向信號的缺失會導(dǎo)致自動舵設(shè)備癱瘓，無法實現(xiàn)船舶的自動操縱控制。

在船舶航行過程中，自動舵設(shè)備中艏向信號的缺失是一種常見的故障情況。比如船上羅經(jīng)等設(shè)備出現(xiàn)故障時，船舶操縱就會獲取不到艏向信息；再比如一些近海作業(yè)的小型民用船舶從經(jīng)濟(jì)成本和作業(yè)海域考慮，在船舶建造時沒有配備羅經(jīng)設(shè)備，也就不會有艏向信號。船舶依靠現(xiàn)有的自動舵設(shè)備，在艏向信號缺失的情況下均無法完成自動操縱。

由于GPS和北斗等導(dǎo)航定位系統(tǒng)的成本較低，如今已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于航海領(lǐng)域，幾乎所有船舶都已經(jīng)裝配了導(dǎo)航定位系統(tǒng)。對于一些沒有配備羅經(jīng)等設(shè)備的小型漁船而言，其出海時雖然無法獲取實際艏向信號，但駕駛?cè)藛T能依靠航行經(jīng)驗，通過人工操控的方法，根據(jù)GPS獲得每一時刻的船舶位置信息以及船位偏離航線的大小，通過適當(dāng)轉(zhuǎn)舵調(diào)整船的前進(jìn)方向，可使船舶大致按計劃航線航行。

但是上述操縱方式會明顯增加人工作業(yè)的強(qiáng)度，而且由于人工控制的不精確性將使航程顯著增加，油耗增多，通常只適合小型船舶在近海作業(yè)，不適合遠(yuǎn)距離的出海航行。目前很多漁船為提高經(jīng)濟(jì)效益，期望去遠(yuǎn)海水域進(jìn)行捕漁作業(yè)，那么這種沒有裝配羅經(jīng)設(shè)備的小型漁船，僅靠人工操縱的方式是無法實現(xiàn)遠(yuǎn)海航行的。當(dāng)前一些大型貨船的船舶自動化程度越來越高，船員數(shù)量越來越少，在船舶艏向信號缺失以后，自動舵設(shè)備癱瘓無法實現(xiàn)船舶自動操縱，只能依靠人工操縱的方式操控船舶，因為船員較少，將顯著增大勞動作業(yè)強(qiáng)度，無法保證船舶操縱的精確性和安全性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種不依賴艏向信號的船舶自動操縱系統(tǒng)，實現(xiàn)船舶在艏向信號缺失以后還能較精準(zhǔn)地沿設(shè)定航線航行，減少無用的航行路程，使得油耗降低，航行效益和安全性大大提高。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種不依賴艏向信號的船舶自動操縱系統(tǒng)，包括用于輸出指令舵角的舵輪、用于獲得船位信息的定位模塊、用于實時檢測船體實際舵角和船體回轉(zhuǎn)角速度的舵角反饋單元、用于確定轉(zhuǎn)舵指令信號的控制單元和用于驅(qū)動舵葉轉(zhuǎn)動的液壓舵機(jī)，所述舵輪、定位模塊、舵角反饋單元的信號輸出端分別與控制單元的多個信號輸入端電連接，所述控制單元的信號輸出端與液壓舵機(jī)的信號輸入端電連接。