專利名稱：探照燈自動穩(wěn)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及探照燈自動穩(wěn)定裝置。該裝置主要用于在安裝探照燈的載體處于較大轉(zhuǎn)動、擺動、搖動的情況下，但又希望探照燈的照明區(qū)域/照明點穩(wěn)定不變的場合。其典型的應(yīng)用如在惡劣的環(huán)境下搜索救生船只或救援直升機用的探照燈。
背景技術(shù)：
迄今為止，探照燈裝置主要是一種發(fā)光照明設(shè)備。除照明所需的部件外，附加裝置很少。近年來對部分探照燈做了一些改進(jìn)，增加了控制部件，主要用來電動或遙控探照燈的照射方向。但是傳統(tǒng)探照燈安裝在船只或其它可能晃動、搖擺、轉(zhuǎn)動的載體之上時，探照燈必將隨載體的晃動、擺動而晃動、擺動，使得探照燈難以穩(wěn)定地照射目標(biāo)，造成目標(biāo)的丟失或工作的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而設(shè)計一種自動穩(wěn)定探照燈裝置，它可以保證無論載體如何搖擺、晃動，探照燈的照射點始終穩(wěn)定不變。將此種探照燈用于船舶，則可以克服在風(fēng)浪之中由于船體的搖擺，探照燈無法對準(zhǔn)目標(biāo)的困難。本實用新型除了給工作帶來方便之外，尤其在人員搜救過程中可以避免丟失目標(biāo)，增加拯救生命的機會。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣完成的
一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置包括以下部分直接安裝在運動載體上或探照燈體上的水平單軸陀螺儀或單軸羅盤，所述的單軸陀螺儀或單軸羅盤的輸出端和數(shù)字信號處理機的輸入端相連接，所述的數(shù)字信號處理機的輸出端連接到平臺水平方向控制電機與控制電路，所述的以上控制電路的輸出端和平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端相連接，所述的以上轉(zhuǎn)動裝置的輸出端連接到探照燈穩(wěn)定平臺。
上述的自動穩(wěn)定裝置中使用陀螺儀或者羅盤作為載體移動或轉(zhuǎn)動或擺動的傳感部件，使用數(shù)字信號處理機作為傳感器信號處理及控制算法的計算裝置。
另一種技術(shù)方案是一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置包括以下部分直接安裝在運動載體上或探照燈體上的水平/俯仰兩軸陀螺儀或兩軸羅盤，所述的兩軸陀螺儀或兩軸羅盤的輸出端和數(shù)字信號處理機的輸入端相連接，所述的數(shù)字信號處理機的輸出端分二路分別連接到平臺水平方向控制電機與控制電路、平臺俯仰方向控制電機與控制電路，所述的以上二路控制電路的輸出端分別與相應(yīng)的平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置、平臺俯仰方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端相連接，所述的以上二個轉(zhuǎn)動裝置的輸出端連接到探照燈穩(wěn)定平臺。
上述的自動穩(wěn)定裝置中使用陀螺儀或者羅盤作為載體移動或轉(zhuǎn)動或擺動的傳感部件，使用數(shù)字信號處理機作為傳感器信號處理及控制算法的計算裝置。
再一種技術(shù)方案是一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置包括以下部分直接安裝在運動載體上或探照燈體上的水平/俯仰/橫滾三軸陀螺儀或三軸羅盤，所述的陀螺儀或三軸羅盤的輸出端和數(shù)字信號處理機的輸入端相連接，所述的數(shù)字信號處理機的輸出端分三路分別連接到平臺水平方向控制電機與控制電路、平臺俯仰方向控制電機與控制電路、平臺橫滾方向控制電機與控制電路，所述的以上三路控制電路的輸出端分別和相應(yīng)的平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置、平臺俯仰方向轉(zhuǎn)動裝置、平臺橫滾方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端相連接，所述的以上三個轉(zhuǎn)動裝置的輸出端連接到探照燈穩(wěn)定平臺。
上述的自動穩(wěn)定裝置中使用陀螺儀或者羅盤作為載體移動或轉(zhuǎn)動或擺動的傳感部件，使用數(shù)字信號處理機作為傳感器信號處理及控制算法的計算裝置。
本實用新型采用控制電機與控制電路和轉(zhuǎn)動裝置的反方向轉(zhuǎn)動抵消載體的移動或轉(zhuǎn)動或擺動實現(xiàn)探照燈照射穩(wěn)定。


圖1為本實用新型探照燈自動穩(wěn)定裝置的原理框圖具體實施方案下面將主要部件的功能結(jié)合原理框圖1介紹如下探照燈本體1探照燈本體指探照燈本身。其功能為一種發(fā)光設(shè)備。其亮度、功率、體積、口徑、重量均可依照具體的照明應(yīng)用選擇。
探照燈穩(wěn)定平臺2探照燈穩(wěn)定平臺2是探照燈安裝的載體。此平臺在穩(wěn)定功能開啟以后，可以在慣性空間保持角度不變。它指向的角度不會隨載體(如船舶、車輛、飛機等)的擺動、晃動、滾動、轉(zhuǎn)向而隨之?dāng)[動、晃動、滾動、轉(zhuǎn)向，始終指向一個固定的方向。由于它具有在慣性空間保持角度不變的特點，所以安裝在此平臺上的物體，也可以保持角度不變。如果安裝物為探照燈，則可以保持探照燈的照射點不變。
探照燈燈體固定支架3將探照燈本體1固定連在探照燈穩(wěn)定平臺2上的連接部件。
平臺水平方向控制電機與控制電路5用以控制平臺在水平方向上轉(zhuǎn)動的執(zhí)行部件。5中的控制電路接受數(shù)字信號處理機11的指令，驅(qū)動5中的控制電機通過平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置4，帶動穩(wěn)定平臺2在水平方向上轉(zhuǎn)動。
平臺俯仰方向控制電機與控制電路7用以控制平臺在俯仰方向上轉(zhuǎn)動的執(zhí)行部件。7中的控制電路接受數(shù)字信號處理機11的指令，驅(qū)動7中的控制電機通過平臺俯仰方向轉(zhuǎn)動裝置6，帶動穩(wěn)定平臺2在俯仰方向上轉(zhuǎn)動。
平臺橫滾方向控制電機與控制電路9用以控制平臺在橫滾方向上轉(zhuǎn)動的執(zhí)行部件。9中的控制電路接受數(shù)字信號處理機11的指令，驅(qū)動9中的控制電機通過平臺橫滾方向轉(zhuǎn)動裝置8，帶動穩(wěn)定平臺2在橫滾方向上轉(zhuǎn)動。
水平/俯仰/橫滾三軸陀螺儀10陀螺儀是一種轉(zhuǎn)動角速度的測量儀器。其功能是感受安裝載體12的角度轉(zhuǎn)動，并將此轉(zhuǎn)動的角速度以某種物理量(如電壓)的形式或數(shù)字量的形式輸出，饋送到數(shù)字信號處理機11。此輸出代表了載體在此時刻的轉(zhuǎn)動情況。將此轉(zhuǎn)動角速度對時間積分，便可得到載體相對于原來位置的移動角度。此陀螺儀也可以用反應(yīng)靈敏的三軸羅盤代替。
數(shù)字信號處理機11負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的計算、數(shù)據(jù)處理和控制。尤其是陀螺儀10的輸出信號，在11中進(jìn)行濾波，并通過數(shù)字信號處理機11計算，得出載體的移動角度，然后，再向水平方向/俯仰方向/橫滾方向的控制電機和控制電路(5，7，9)發(fā)出相應(yīng)指令，以控制電機的轉(zhuǎn)動。
在啟動本穩(wěn)定裝置之前，可以用手動的方式用手動轉(zhuǎn)動把柄操動探照燈，比較靈活的搜尋目標(biāo)。此時本實用新型的探照燈自動穩(wěn)定裝置不工作，探照燈與普通的探照燈操作基本相同。但當(dāng)探照燈穩(wěn)定裝置啟動后，基本不需要此手柄即可保持對特定物體的穩(wěn)定照射。只有在需要照射新的物體時，才重新使用手柄轉(zhuǎn)動探照燈。
當(dāng)探照燈打開搜索目標(biāo)時，先使用手動轉(zhuǎn)動把柄轉(zhuǎn)動探照燈1像常規(guī)探照燈一樣尋找目標(biāo)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時，將探照燈1對準(zhǔn)目標(biāo)，然后打開自動穩(wěn)定開關(guān)(此開關(guān)安裝在探照燈手動轉(zhuǎn)動把柄上，圖中未示)。此時，自動穩(wěn)定裝置開始工作。水平/俯仰/橫滾三軸微機械電子陀螺儀(或羅盤)10開始工作，并把此時探照燈穩(wěn)定平臺2的方位角、俯仰角、橫滾角作為“零”方向(即起始方向系統(tǒng)采用相對坐標(biāo)系工作)。同時由于控制系統(tǒng)開始工作，控制電機在無轉(zhuǎn)動指令的加電工作的情況之下將起到自鎖的作用，固定探照燈的方向。當(dāng)載體12搖動或擺動時，三軸陀螺儀10感受到這種運動，分別輸出對應(yīng)于三個軸向轉(zhuǎn)動角速度的對應(yīng)電壓信號。此電壓信號經(jīng)數(shù)字信號處理機11讀取后，經(jīng)過積分運算分別得出每一個轉(zhuǎn)軸方向上的轉(zhuǎn)動角度。數(shù)字信號處理機11分別向平臺水平方向控制電機與控制電路5、平臺俯仰方向控制電機與控制電路7、平臺橫滾方向控制電機與控制電絡(luò)9，發(fā)出控制指令。平臺水平方向控制電機與控制電路5，平臺俯仰方向控制電機與控制電路7，平臺橫滾方向控制電機與控制電路9，分別控制平臺2向船體轉(zhuǎn)動或搖擺的相反方向轉(zhuǎn)動同樣的角度，從而保證探照燈在慣性空間里保持靜止不動。
在此原理的指引下，可以進(jìn)行許多種改型以適應(yīng)不同的要求。比如當(dāng)探照燈較大、較重時，可以在系統(tǒng)上增加手動轉(zhuǎn)動的助力裝置，使其轉(zhuǎn)動更加輕便。當(dāng)系統(tǒng)有遙控的需要時，可以在電路里增加遙控器。一般來說，遙控器的收信機可以和數(shù)字信號處理機11直接相連。其信號在數(shù)字信號處理機內(nèi)解碼，并在控制程序的控制下，依靠現(xiàn)有的控制電路、控制電機、轉(zhuǎn)動裝置控制探照燈的轉(zhuǎn)動。不必增加大量的部件。
當(dāng)然，此種穩(wěn)定探照燈也可以設(shè)計成兩軸的穩(wěn)定系統(tǒng)(如權(quán)利要求2所述)。兩軸系統(tǒng)可以通過對三軸系統(tǒng)的電器部分和機械部分減少一套某個軸向的部件和對控制軟件進(jìn)行適當(dāng)剪裁獲得。
以上本實用新型的改進(jìn)型自動穩(wěn)定探照燈的裝置，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，都是顯而易見的，因而在這里不一一敘述，都應(yīng)一并屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置包括以下部分直接安裝在運動載體上或探照燈體上的水平單軸陀螺儀或單軸羅盤，所述的單軸陀螺儀或單軸羅盤的輸出端和數(shù)字信號處理機的輸入端相連接，所述的數(shù)字信號處理機的輸出端連接到平臺水平方向控制電機與控制電路，所述的以上控制電路的輸出端和平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端相連接，所述的以上轉(zhuǎn)動裝置的輸出端連接到探照燈穩(wěn)定平臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置中使用陀螺儀或者羅盤作為載體移動或轉(zhuǎn)動或擺動的傳感部件，使用數(shù)字信號處理機作為傳感器信號處理及控制算法的計算裝置。
3.一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置包括以下部分直接安裝在運動載體上或探照燈體上的水平/俯仰兩軸陀螺儀或兩軸羅盤，所述的兩軸陀螺儀或兩軸羅盤的輸出端和數(shù)字信號處理機的輸入端相連接，所述的數(shù)字信號處理機的輸出端分二路分別連接到平臺水平方向控制電機與控制電路、平臺俯仰方向控制電機與控制電路，所述的以上二路控制電路的輸出端分別與相應(yīng)的平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置、平臺俯仰方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端相連接，所述的以上二個轉(zhuǎn)動裝置的輸出端連接到探照燈穩(wěn)定平臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置中使用陀螺儀或者羅盤作為載體移動或轉(zhuǎn)動或擺動的傳感部件，使用數(shù)字信號處理機作為傳感器信號處理及控制算法的計算裝置。
5.一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置包括以下部分直接安裝在運動載體上或探照燈體上的水平/俯仰/橫滾三軸陀螺儀或三軸羅盤，所述的陀螺儀或三軸羅盤的輸出端和數(shù)字信號處理機的輸入端相連接，所述的數(shù)字信號處理機的輸出端分三路分別連接到平臺水平方向控制電機與控制電路、平臺俯仰方向控制電機與控制電路、平臺橫滾方向控制電機與控制電路，所述的以上三路控制電路的輸出端分別和相應(yīng)的平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置、平臺俯仰方向轉(zhuǎn)動裝置、平臺橫滾方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端相連接，所述的以上三個轉(zhuǎn)動裝置的輸出端連接到探照燈穩(wěn)定平臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的自動穩(wěn)定裝置中使用陀螺儀或者羅盤作為載體移動或轉(zhuǎn)動或擺動的傳感部件，使用數(shù)字信號處理機作為傳感器信號處理及控制算法的計算裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種探照燈自動穩(wěn)定裝置，包括直接安裝在運動載體上的水平/俯仰/橫滾三軸陀螺儀(或三軸羅盤)，陀螺儀(或三軸羅盤)的輸出端和數(shù)字信號處理機的輸入端連接，數(shù)字信號處理機的輸出端分三路分別連接到平臺水平方向控制電機與控制電路、平臺俯仰方向控制電機與控制電路、平臺橫滾方向控制電機與控制電路，以上三路控制電路的輸出端分別和相應(yīng)的平臺水平方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端、平臺俯仰方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端和平臺橫滾方向轉(zhuǎn)動裝置的輸入端相連接，以上三個轉(zhuǎn)動裝置的輸出端連接到探照燈穩(wěn)定平臺。該裝置主要用于在載體有較大轉(zhuǎn)動、擺動、搖動下，但又希望探照燈的照明點穩(wěn)定的場合。
文檔編號F21V21/14GK2824108SQ20052000518
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月1日
發(fā)明者龐江帆 申請人:龐江帆