[發明專利]一種拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202210516853.5
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114966636A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 司玉林;榮振威;蔡成業;顧陽;錢鵬;張大海
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S7/521;G01S15/89
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 彭劍

1.一種拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置，其特征在于，包括主體支撐架(2)，所述主體支撐架(2)的下端設有用于固定側掃聲吶(6)的連接件(7)；所述主體支撐架(2)的前部兩側對稱設有兩個前推進器(4)，后部兩側對稱設有兩個后推進器(1)；兩個前推進器(4)的朝向為向前45度向下，兩個后推進器(1)的朝向為豎直方向；

所述主體支撐架(2)的前端設有拖曳纜(5)，主體支撐架(2)的中部設有數據交換倉(3)；所述的數據交換倉(3)分別與側掃聲吶(6)、兩個前推進器(4)和兩個后推進器(1)電連接；所述拖曳纜(5)的一端連接至數據交換艙(3)，另一端與船上的上位機連接；所述的上位機用于接收數據交換艙(3)的信息數據，并輸出每個推進器的電機轉速信號和拖曳繩(5)的拉動信號。

2.根據權利要求1所述的拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置，其特征在于，所述的連接件(7)設有兩個，每個連接件(7)包括相互匹配的第一箍帶(71)、第二箍帶(72)和螺栓(73)，其中，第一箍帶(71)與主體支撐架(2)的下端焊接固定。

3.根據權利要求1所述的拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置，其特征在于，所述的主體支撐架(2)為對稱結構，通過316不銹鋼焊接而成。

4.根據權利要求1所述的拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置，其特征在于，所述的數據交換艙(3)為密封防水結構，包括艙主體(33)以及通過O型圈(32)與艙主體(33)兩端密封的端蓋，艙主體(33)采用鈦合金材料。

5.根據權利要求1所述的拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置，其特征在于，數據交換艙(3)的內部設有推進器驅動模塊、電流讀取模塊、慣性傳感器IMU、數據整合模塊；其中，所述的推進器驅動模塊用于根據上位機的信號來驅動每個推進器的電機轉速；所述的電流讀取模塊通過讀取推進器的電流判斷推進器的電機轉速；所述的慣性傳感器IMU用于測量整個裝置的速度和加速度；所述的數據整合模塊用于將側掃聲吶的聲圖信息、推進器的轉速信息、慣性傳感器IMU的姿態加速度信息通過拖曳纜(5)傳輸至上位機。

6.根據權利要求1所述的拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置，其特征在于，所述的側掃聲吶(6)上帶有高度計。

7.根據權利要求1～6任一所述的拖曳式測掃聲吶高度姿態穩定裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立整個裝置的物理模型，數據交換倉(3)將側掃聲吶的高度、加速度和速度通過拖曳纜(5)傳輸至上位機，上位機結合船上測到的船速信息，利用控制算法對建立的物理模型實現控制，輸出每個推進器的電機轉速信號和拖曳纜的拉動信號，以實現對側掃聲吶的高度穩定，從而保證其聲圖質量。