專利名稱：激光式數(shù)碼舵角指示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶儀器設(shè)備，特別涉及一種舵角指示器。
背景技術(shù)：
舵角指示器的功能是將舵角位置的信息準(zhǔn)確地顯示在操舵駕駛?cè)藛T的面前，舵角指示器是在水上航行的各種大小船舶必須具備的儀器設(shè)備。目前的舵角指示器的角位采集一般是用電位器轉(zhuǎn)換的，提供的是模擬的信號(hào)，用指針的轉(zhuǎn)動(dòng)顯示舵角的位置，存在精度差、信息傳送距離短不能儲(chǔ)存、不能分顯示，不直觀等的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種激光式數(shù)碼舵角指示系統(tǒng)，它用激光識(shí)別舵角信息，將舵角的數(shù)碼信息發(fā)送到所有的三面顯示器和單面顯示器，三面顯示器在左、中、右三面同時(shí)用可以顯示三個(gè)顏色的弧形光帶和可以顯示三個(gè)顏色的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)地顯示舵角的位置，單面顯示器用彩色平板顯示器，以彩色的數(shù)字和彩色的光帶顯示舵角的位置，三面顯示器和單面顯示器的發(fā)光亮度可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，舵角的信息可以儲(chǔ)存。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的激光式數(shù)碼舵角指示系統(tǒng)由采集器、分配器、三面顯示器、 單面顯示器組成、采集器、三面顯示器、單面顯示器分別與分配器連接，其特征是采集器由激光識(shí)別器、標(biāo)識(shí)器、信息電路、同步聯(lián)動(dòng)裝置和外殼組成，激光識(shí)別器、標(biāo)識(shí)器、信息電路在外殼內(nèi)，標(biāo)識(shí)器是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱狀，激光識(shí)別器的讀取口固定在標(biāo)識(shí)器表面的上方，同步聯(lián)動(dòng)裝置的主動(dòng)端連接在舵桿上，聯(lián)動(dòng)裝置的聯(lián)動(dòng)端與識(shí)別器的傳動(dòng)軸連接，信息電路的集成電路、接口、電阻電容、晶體管、電源接口等的電子元件焊接在電路板上，組成接受電路、解碼電路、計(jì)算電路、發(fā)送電路，激光識(shí)別器與接受電路連接，發(fā)送電路與分配器連接。三面顯示器呈圓形臉盆狀，由支架、弧形顯示器和透明外罩組成，透明外罩在支架的下面，弧形顯示器在透明外罩里面，支架的頂部有與船艙頂連接用的連接孔、走線孔，支架側(cè)面有左、中、右三個(gè)顯示口，每個(gè)顯示口均有一個(gè)弧形顯示器，弧形顯示器由弧形光帶、 度數(shù)指示牌、雙色數(shù)碼管、三面電路組成、三面電路的集成電路、接口、電阻電容、晶體管等電子元件焊接在弧形電路板上，組成接受電路、解碼電路、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路、亮度調(diào)節(jié)電路；單面顯示器由彩色平板顯示器、前蓋和后蓋組成，前蓋)的頂部有透明窗，前蓋的后面有支架，彩色平板顯示器在支架里，后蓋固定在前蓋上，前蓋的外面有固定裝置，彩色平板顯示器由彩色顯示板、單面電路組成，單面電路的集成電路、接口、電阻電容、晶體管等電子元件焊接在單面電路板上，組成接受電路、解碼電路、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路，亮度調(diào)節(jié)電路；分配器由分配電路、電源、雙絞線和外殼組成，分配電路和電源在外殼的里面，分配電路由集成電路、接口、電阻電容、晶體管等的電子元件焊接在電路板上組成，雙絞線將信息和電源連接到采集器、三面顯示器、單面顯示器。
其中，標(biāo)識(shí)器由多個(gè)可以分別轉(zhuǎn)動(dòng)的標(biāo)識(shí)盤、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)點(diǎn)構(gòu)成，每一個(gè)標(biāo)識(shí)盤的表面有若干條數(shù)碼標(biāo)識(shí)。其中，各個(gè)標(biāo)識(shí)盤分別連接在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)點(diǎn)上。本發(fā)明既有 與傳統(tǒng)的指針式相似的光帶顯示方式，又有數(shù)字直接顯示的方式，使用起來(lái)非常直觀和方便。本發(fā)明采用激光讀取的方式采集角位信息，不但精度高誤差少，而且避免了其它用電位器、電容器等轉(zhuǎn)換器件不能全方位檢測(cè)的缺陷。


附圖1是采集器側(cè)視剖面示意圖。附圖2是分配器側(cè)視剖面示意圖。附圖3是三面顯示器側(cè)視剖面示意圖。附圖4是單面顯示器側(cè)視剖面示意圖。附圖5是角位信息采集與顯示的方框示意圖。其中100 采集器，110 激光識(shí)別器，111 讀取口，120 標(biāo)識(shí)器，121 標(biāo)識(shí)盤，122 數(shù)碼標(biāo)識(shí)，123 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，124 傳動(dòng)軸，125 傳動(dòng)點(diǎn)，126 度標(biāo)識(shí)盤，127 分標(biāo)識(shí)盤，128 秒標(biāo)識(shí)盤，130 信息電路，131 電子元件，132 電路板，133 35度提示燈，134 45度提示燈， 135 60度提示燈，136 設(shè)置按鍵，137 ；確定按鍵，140 外殼，141 0度指示點(diǎn)，142 35度指示點(diǎn)，143 45度指示點(diǎn)，150 同步聯(lián)動(dòng)裝置，151 主動(dòng)端，152 聯(lián)動(dòng)端，153 舵桿，200 分配器，210 外殼，220 分配電路，221 電子元件，222 電路板，230 雙絞線，231 信號(hào)線，232 電源線，240 電源，300 三面顯示器，310 弧形顯示器，311 弧形光帶，312 雙色數(shù)碼管，313 三面電路，314 弧形電路板，315 電子元件，316 照明燈，317 接口，320 支架，321 支架頂，322 支架側(cè)面，323 顯示口，324 度數(shù)指示牌，325 走線孔，326 連接孔，330 透明外罩，400 單面顯示器，410 彩色平板顯示器，411 單面電路，412 單面電路板，413 電子元件，414 調(diào)光鈕，415 彩色顯示板，420 前蓋，421 透明窗，422 支架，423 固定件， 430 后蓋。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，附圖1是采集器側(cè)視剖面示意圖。采集器100安裝在舵桿153的附近，同步聯(lián)動(dòng)裝置150的主動(dòng)端151連接在舵桿 153上，聯(lián)動(dòng)端152連接在標(biāo)識(shí)器120的傳動(dòng)軸124上，當(dāng)舵桿153轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，主動(dòng)端151 轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)端152同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸124在聯(lián)動(dòng)端152的帶動(dòng)下也與舵桿153同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)123的各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)125在傳動(dòng)軸124的帶動(dòng)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，各個(gè)標(biāo)識(shí)盤121在各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)125的帶動(dòng)下開始分別轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)楦鱾€(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)125的轉(zhuǎn)速比不一樣，連接在不同轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn) 125的標(biāo)識(shí)盤121的轉(zhuǎn)速是不一樣的。每個(gè)標(biāo)識(shí)盤121的表面有比例地排列著一條一條數(shù)碼標(biāo)識(shí)122，每一條數(shù)碼標(biāo)識(shí) 122代表一個(gè)數(shù)值，一個(gè)標(biāo)識(shí)盤121的所有的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122的角度單位是一致的，比如這個(gè)標(biāo)識(shí)盤121的角度單位是度，那一個(gè)標(biāo)識(shí)盤121的角度單位是分，另一個(gè)標(biāo)識(shí)盤121的角度單位是秒。幾個(gè)標(biāo)識(shí)盤121排列疊加在一起，各個(gè)標(biāo)識(shí)盤121的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122連接起來(lái)組成完整的度、分、秒的顯示。 為了說(shuō)明的方便，我們稱顯示度的標(biāo)識(shí)盤121為度標(biāo)識(shí)盤126，顯示分的標(biāo)識(shí)盤 121為分標(biāo)識(shí)盤127，顯示秒的標(biāo)識(shí)盤121為秒標(biāo)識(shí)盤128，那么，分標(biāo)識(shí)盤127的轉(zhuǎn)速大于度標(biāo)識(shí)盤126，秒標(biāo)識(shí)盤128的轉(zhuǎn)速大于分標(biāo)識(shí)盤127，各個(gè)標(biāo)識(shí)盤121轉(zhuǎn)動(dòng)的速度是根據(jù)精度要求按比例設(shè)定的，轉(zhuǎn)速越大精度越高。標(biāo)識(shí)盤121的具體分類可以根據(jù)精度要求靈活掌握，比如只分為顯示度和分兩種標(biāo)識(shí)盤121也可以。激光識(shí)別器110的讀取口 111是固定在標(biāo)識(shí)盤121表面的上方的，讀取口 111的長(zhǎng)度覆蓋了標(biāo)識(shí)器120的長(zhǎng)度，可以讀取各個(gè)標(biāo)識(shí)盤121顯示在讀取口 111的度、分、秒信息，激光識(shí)別器110以極高的頻率速度可以讀取在讀取口 111的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122，采集器100 的信息電路130根據(jù)讀取的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122信息，可以推算出讀取口 111出現(xiàn)的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122 代表的角位度數(shù)。所有在讀取口 111的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122是即時(shí)的舵角位置信息，激光識(shí)別器110即時(shí)將讀取口 111的舵角位置信息讀入，并且將該信息發(fā)送到信息電路130，信息電路130即時(shí)將該信息用整個(gè)指示系統(tǒng)約定的數(shù)碼數(shù)據(jù)，通過(guò)整個(gè)指示系統(tǒng)約定的通信形式發(fā)送給分配器 200，圖中，信息電路130、電子元件131、電路板132在外殼140內(nèi)，35度指示燈133、45 度指示燈134、60度指示燈135、設(shè)置按鍵136、確定按鍵137、0度位置指示點(diǎn)141、35度指示點(diǎn)142,45度指示點(diǎn)143、在外殼140上。參照?qǐng)D2，圖2是分配器側(cè)視剖面示意圖。分配器200由分配電路220、電源240、雙絞線230和外殼210組成，分配電路220 和電源240在外殼210的里面，分配電路220由集成電路、接口、電阻電容、晶體管等的電子元件221焊接在電路板222上組成，雙絞線230將信息和電源連接到采集器100、三面顯示器300、單面顯示器400。參照?qǐng)D3，附圖3是三面顯示器側(cè)視剖面示意圖。三面顯示器300安裝在駕駛艙內(nèi)，三面顯示器300呈圓形臉盆狀，由支架320、弧形顯示器310和透明外罩330組成，透明外罩330在支架320的下面，弧形顯示器310在透明外罩330里面，支架320的頂部有與船艙頂連接用的連接孔326、走線孔325，支架側(cè)面322 有左、中、右三個(gè)顯示口 323，每個(gè)顯示口 323均有一個(gè)弧形顯示器310，弧形顯示器310由弧形光帶311、度數(shù)指示牌324、雙色數(shù)碼管312、三面電路313、弧形電路板314、電子元件 315構(gòu)成。支架320用螺絲固定在房頂，分配器200的電源線232和信號(hào)線231從走線孔325 進(jìn)人支架320內(nèi)，連接在弧形電路板314上?；⌒物@示器310的弧形光帶311由發(fā)三種顏色光的LED發(fā)光管組成，中間一種顏色的發(fā)光管表示0度，一般的情況發(fā)黃光；0度發(fā)光管的左邊所有的發(fā)光管發(fā)另一種顏色的光，發(fā)紅光；0度發(fā)光管的右邊所有的發(fā)光管發(fā)其它顏色的光，發(fā)綠光；每個(gè)弧形光帶311與一組雙色數(shù)碼管312上下配對(duì)，在弧形光帶311的上方或下方有一條度數(shù)指示牌324，度數(shù)指示牌324的0度為起點(diǎn)在中間，與黃色發(fā)光管對(duì)應(yīng)，度數(shù)由小到大分別表示左邊和右邊的度數(shù)，弧形光帶311顯示的度數(shù)與雙色數(shù)碼管312顯示的度數(shù)是一致的，雙色數(shù)碼管312發(fā)出的顏色必然要與弧形光帶311發(fā)出的顏色一致的。三個(gè)弧形顯示器310分別對(duì)左中右三個(gè)方向進(jìn)行顯示，每個(gè)方向呈90度左右，三個(gè)弧形顯示器310顯示的角位數(shù)值是一致相同的。每個(gè)弧形顯示器310的雙色數(shù)碼管312和弧形光帶311的亮度分別單獨(dú)調(diào)節(jié)，調(diào)光有自動(dòng)和手動(dòng)兩種形式完成，自動(dòng)形式是依賴光敏管按設(shè)定的程序完成操作；手動(dòng)調(diào)光裝置安裝在駕駛臺(tái)上。
正常運(yùn)行的時(shí)候所有的弧形光帶311和雙色數(shù)碼管312顯示同一個(gè)顏色和度數(shù)。 中間一個(gè)LED發(fā)黃顏色的光常亮，該LED表示0度船舵的位置，0度左邊所有的LED是發(fā)紅顏色的光，紅顏色的LED亮表示船舵在左邊，0度右邊所有的LED是發(fā)綠顏色的光，綠顏色的 LED亮表示船舵在右邊。亮一個(gè)LED表示1度，2個(gè)表示2度，以此類推。參照?qǐng)D4，附圖4是單面顯示器側(cè)視剖面示意圖。單面顯示器400安裝在相關(guān)的船艙內(nèi)的墻壁、其它部位和駕駛臺(tái)上，單面顯示器 400由彩色平板顯示器410、前蓋420和后蓋430組成，前蓋420的頂部有透明窗421，前蓋 420的后面有支架422，彩色平板顯示器410在支架422里，后蓋430固定在前蓋420上，前蓋420的外面有固定件423，彩色平板顯示器410由彩色顯示板415、單面電路411組成，單面電路411的電子元件413在單面電路板412上構(gòu)成接受電路、計(jì)算電路、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)光電路，在彩色顯示板415上顯示三個(gè)顏色的弧形光帶和數(shù)字，黃色在中間，代表0度，紅色在左邊，代表舵在左邊，綠色在右邊，代表舵在右邊，弧形光帶顯示的度數(shù)與數(shù)字顯示的度數(shù)是一致的，數(shù)字的顏色必然要與弧形光帶顏色一致的。彩色顯示板415連接在單面電路411 的驅(qū)動(dòng)電路，接受電路與分配器200連接。調(diào)光的裝置在前蓋420的正面。固定件423在前蓋420的外面，如果是掛在墻壁上需要增加一個(gè)與墻壁連接的固定裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有的單面顯示器400的接受電路各自與分配器200的發(fā)送電路用雙絞線230連接。參照?qǐng)D5，附圖5是整個(gè)系統(tǒng)對(duì)船舵的角位信息采集與顯示的方框示意圖。在系統(tǒng)工作之前需要進(jìn)行一個(gè)校正與定位的操作，校正的目的是告訴系統(tǒng)零位的位置，定位的目的是告訴系統(tǒng)左右滿舵的位置。校正的操作是這樣進(jìn)行的當(dāng)船舵是在零度位置的時(shí)候，按下采集器100的確定鍵137，激光識(shí)別器110將讀取口 111的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122的信息讀取下來(lái)告訴信息電路130， 信息電路130將以此為基準(zhǔn)進(jìn)行推算。定位的操作是這樣進(jìn)行的選擇該船的船舵范圍，在35度、45度、60度的提示燈中選擇一個(gè)，當(dāng)船舵在左右滿舵的時(shí)候，分別按下采集器100的確定鍵137，激光識(shí)別器110將讀取口 111的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122的信息讀取下來(lái)告訴信息電路130，信息電路130將以此為基準(zhǔn)進(jìn)行推算。整個(gè)系統(tǒng)的舵角信息采集和顯示說(shuō)明如下船舵的轉(zhuǎn)動(dòng)是依靠舵桿153的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，檢測(cè)出舵桿153轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)據(jù)就是檢測(cè)出了船舵轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，同步聯(lián)動(dòng)裝置150將舵桿153的轉(zhuǎn)動(dòng)即時(shí)傳遞到標(biāo)識(shí)器120，標(biāo)識(shí)器120將舵桿153轉(zhuǎn)動(dòng)的信息用激光識(shí)別器110可以識(shí)別的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122顯示在激光識(shí)別器Iio的讀取口 111，激光識(shí)別器110在規(guī)定的時(shí)間段不停讀取標(biāo)識(shí)器120的數(shù)碼標(biāo)識(shí)122信息，并且將這些信息傳遞給信息電路130，信息電路130通過(guò)解碼、計(jì)算形成整個(gè)指示系統(tǒng)約定的數(shù)碼數(shù)據(jù)，用整個(gè)指示系統(tǒng)約定的通信形式將采集的數(shù)碼數(shù)據(jù)信息發(fā)送給分配器200，單面顯示器400和三面顯示器300從分配器200得到信息，并且將它們?cè)诟髯缘娘@示器上面顯示出來(lái)
權(quán)利要求
1.激光式數(shù)碼舵角指示系統(tǒng)由采集器(100)、分配器(200)、三面顯示器(300)、單面顯示器(400)組成、采集器(100)、三面顯示器(300)、單面顯示器(400)分別與分配器(200) 連接，其特征是采集器(100)由激光識(shí)別器(110)、標(biāo)識(shí)器(120)、信息電路(130)、同步聯(lián)動(dòng)裝置(150)和外殼(140)組成，激光識(shí)別器(110)、標(biāo)識(shí)器(120)、信息電路(130)在外殼 (140)內(nèi)，標(biāo)識(shí)器(120)是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱狀，激光識(shí)別器(110)的讀取口(111)固定在標(biāo)識(shí)器(120)表面的上方，同步聯(lián)動(dòng)裝置的主動(dòng)端(151)連接在舵桿(153)上，聯(lián)動(dòng)裝置的聯(lián)動(dòng)端(152)與識(shí)別器(120)的傳動(dòng)軸(124)連接，信息電路(130)的集成電路、接口、電阻電容、晶體管、電源接口等電子元件(131)焊接在電路板(132)上，組成接受電路、解碼電路、 計(jì)算電路、發(fā)送電路，激光識(shí)別器(110)與接受電路連接，發(fā)送電路與分配器(200)連接；三面顯示器(300)呈圓形臉盆狀，由支架(320)、弧形顯示器(310)和透明外罩(330) 組成，透明外罩(330)在支架(320)的下面，弧形顯示器(310)在透明外罩(330)里面，支架 (320)的頂部有與船艙頂連接用的連接孔(326)、走線孔(325)，支架側(cè)面(322)有左、中、右三個(gè)顯示口(323)，每個(gè)顯示口(323)均有一個(gè)弧形顯示器(310)，弧形顯示器(310)由弧形光帶(311)、度數(shù)指示牌(324)、雙色數(shù)碼管(312)、三面電路(313)組成、三面電路(313) 的集成電路、接口、電阻電容、晶體管等電子元件(315)焊接在弧形電路板(314)上，組成接受電路、解碼電路、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路、亮度調(diào)節(jié)電路；單面顯示器(400)由彩色平板顯示器(410)、前蓋(420)和后蓋(430)組成，前蓋(420) 的頂部有透明窗(421)，前蓋(420)的后面有支架(422)，彩色平板顯示器(410)在支架 (422)里，后蓋(430)固定在前蓋(420)上，前蓋(420)的外面有固定裝置(423)，彩色平板顯示器(410)由彩色顯示板(415)、單面電路(411)組成，單面電路(411)的集成電路、接口、電阻電容、晶體管等電子元件(413)焊接在單面電路板(412)上，組成接受電路、解碼電路、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路，亮度調(diào)節(jié)電路；分配器(200)由分配電路(220)、電源(240)、雙絞線(230)和外殼(210)組成，分配電路(220)和電源(240)在外殼(210)的里面，分配電路(220)由集成電路、接口、電阻電容、 晶體管等的電子元件(221)焊接在電路板(222)上組成，雙絞線(230)將信息和電源連接到采集器(100)、三面顯示器(300)、單面顯示器(400)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光式數(shù)碼舵角指示系統(tǒng)，其特征是標(biāo)識(shí)器(120)由多個(gè)可以分別轉(zhuǎn)動(dòng)的標(biāo)識(shí)盤(121)、傳動(dòng)軸(124)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(123)、傳動(dòng)點(diǎn)(125)構(gòu)成，每一個(gè)標(biāo)識(shí)盤(121)的表面有若干條數(shù)碼標(biāo)識(shí)(122)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的激光式數(shù)碼舵角指示系統(tǒng)，其特征是各個(gè)標(biāo)識(shí)盤(121) 分別連接在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(123)的傳動(dòng)點(diǎn)(125)上。
全文摘要
激光式數(shù)碼舵角指示系統(tǒng)，涉及船舶儀器設(shè)備，目前的舵角指示器的角位采集一般是用電位器轉(zhuǎn)換的，提供的是模擬的信號(hào)，用指針的轉(zhuǎn)動(dòng)顯示舵角的位置，存在精度差、信息傳送距離短不能儲(chǔ)存、不能分顯示，不直觀等的問(wèn)題，本發(fā)明用激光識(shí)別舵角信息，三面顯示器在左、中、右三面同時(shí)用可以顯示三個(gè)顏色的弧形光帶和可以顯示三個(gè)顏色的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)地顯示舵角的位置，單面顯示器用彩色平板顯示器，以彩色的數(shù)字和彩色的光帶顯示舵角的位置。
文檔編號(hào)B63H25/36GK102241273SQ20101017058
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者俞丹丁, 曹偉龍 申請(qǐng)人:上海宏曲電子科技有限公司