一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置。該控制裝置包括主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置、綜合顯控裝置、絞車控制裝置、水下控制裝置、姿態(tài)傳感器、聲信號(hào)處理裝置、聲基陣、從動(dòng)信號(hào)接收裝置和聲信標(biāo)；該控制裝置能自動(dòng)或手動(dòng)控制縱向水下拖曳載體快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)尋的對(duì)接，以簡(jiǎn)化操作，提高自動(dòng)化和可視化程度。
【專利說明】一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種自動(dòng)對(duì)接控制裝置，特別涉及一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的技術(shù)中，海上油料補(bǔ)給水平是決定船只遠(yuǎn)航能力的重要因素，海上航行縱向油料補(bǔ)給在海上補(bǔ)給中占有非常重要的地位，是海上油料補(bǔ)給的主要方式。長(zhǎng)期以來，航行縱向油料補(bǔ)給一直沿用人工對(duì)接的方式進(jìn)行，存在著打撈抓取不準(zhǔn)、人力拖拉軟管困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大、可靠性差等諸多問題。研制海上自動(dòng)縱向水下對(duì)接裝置，解決海上油料補(bǔ)給人力密集的問題，提供一型自動(dòng)化程度較高的海上航行縱向油料補(bǔ)給對(duì)接裝置勢(shì)在必行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，設(shè)計(jì)用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置，該裝置能自動(dòng)或手動(dòng)控制縱向水下拖曳載體快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)尋的對(duì)接，以簡(jiǎn)化操作，提高自動(dòng)化和可視化程度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置，該控制裝置包括主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置、綜合顯控裝置、絞車控制裝置、水下控制裝置、姿態(tài)傳感器、聲信號(hào)處理裝置、聲基陣、從動(dòng)信號(hào)接收裝置和聲信標(biāo)；該控制裝置用于主動(dòng)船和從動(dòng)船，在所述主動(dòng)船上設(shè)有主動(dòng)拖體、絞車；在所述主動(dòng)拖體上設(shè)有垂直翼板、垂直舵板、水平翼板、水平舵板；在所述從動(dòng)船上設(shè)有從動(dòng)拖體；
[0005]所述從動(dòng)信號(hào)接收裝置與所述主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置相連；所述綜合顯控裝置與所述絞車控制裝置、主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置相連，所述絞車控制裝置與絞車相連，所述絞車通過線纜與主動(dòng)拖體相連，所述絞車控制裝置與水下控制裝置通過RS485第一串口相連，水下控制裝置與垂直翼板、垂直舵板、水平翼板、水平舵板的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述絞車控制裝置還與聲信號(hào)處理裝置通過RS485第二串口相連，所述聲信號(hào)處理裝置接收聲基陣的信號(hào)；所述姿態(tài)傳感器與所述聲信號(hào)處理裝置通過RS232串口相連。
[0006]還包括顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示綜合顯控裝置的對(duì)接信息。
[0007]所述的自動(dòng)對(duì)接控制裝置的對(duì)接方法在于:
[0008]步驟一、在所述綜合顯控裝置設(shè)置所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體對(duì)接條件，并將該對(duì)接條件通過所述主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置通過無(wú)線電臺(tái)發(fā)送至所述從動(dòng)信號(hào)接收裝置；所述主動(dòng)船和從動(dòng)船按照計(jì)劃進(jìn)入對(duì)接陣位，所述主動(dòng)船的絞車通過線纜將所述主動(dòng)拖體布放入水，所述從動(dòng)船通過鋼索將所述從動(dòng)拖體布放入水；
[0009]步驟二、開啟所述絞車控制裝置，所述主動(dòng)拖體的所述聲基陣接收所述從動(dòng)拖體的聲信標(biāo)信號(hào)，所述聲信號(hào)處理裝置得到所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體的相對(duì)位置并將該相對(duì)位置信號(hào)通過RS485第二串口傳遞至所述絞車控制裝置，所述絞車控制裝置將該相對(duì)位置信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至所述綜合顯控裝置；
[0010]步驟三、所述綜合顯控裝置根據(jù)接收的所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體相對(duì)位置信號(hào)，下發(fā)絞車放纜指令給所述絞車控制裝置，同時(shí)綜合顯控裝置由絞車控制裝置通過RS485第一串口將翼板舵板調(diào)整指令給水下控制裝置；
[0011]步驟四、所述絞車控制裝置根據(jù)綜合顯控裝置的指令控制所述絞車釋放所述主動(dòng)拖體，并將所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體間隔調(diào)整到2?3分鐘時(shí)，停止所述絞車工作；
[0012]步驟五、所述水下控制裝置控制所述水平舵板、水平翼板、垂直舵板、垂直翼板的角度進(jìn)而調(diào)整所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)，所述姿態(tài)傳感器通過RS232串口將所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)信息傳送至所述聲信號(hào)處理裝置，所述聲信號(hào)處理裝置通過絞車控制裝置將所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)信息反饋至所述綜合顯控裝置；
[0013]步驟六、所述綜合顯控裝置接收到所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)信息，所述綜合顯控裝置判斷主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體是否具備對(duì)接條件；
[0014]當(dāng)具備時(shí)，綜合顯控裝置下達(dá)指令給所述絞車控制裝置控制所述絞車釋放所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體對(duì)接，綜合顯控裝置下發(fā)指令至絞車控制裝置，控制所述絞車回收，斷開所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體；
[0015]當(dāng)不具備時(shí)，重新調(diào)整所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)直至具備對(duì)接條件。
[0016]所述主動(dòng)拖體和從拖體的對(duì)接條件為:所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體水平相對(duì)距離(0.2m ;所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體垂直相對(duì)深度< 0.1m ;所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體相對(duì)仰角<5° ;所述主動(dòng)拖體橫滾角< 20°。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:該控制系統(tǒng)能自動(dòng)或手動(dòng)控制水下拖曳載體快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)尋的對(duì)接，以簡(jiǎn)化操作，提高自動(dòng)化和可視化程度。還具有以下優(yōu)點(diǎn)，一、制定對(duì)接條件，包括主動(dòng)船、從動(dòng)船航線、航速，航線偏離允許誤差，相對(duì)船位，作業(yè)區(qū)進(jìn)入點(diǎn)，對(duì)接作業(yè)區(qū)，對(duì)接作業(yè)區(qū)，對(duì)接脫離區(qū)，作業(yè)區(qū)脫離點(diǎn)等；二、指令開始對(duì)接操作或停止對(duì)接操作；三、通過指控界面實(shí)現(xiàn)對(duì)接態(tài)勢(shì)顯示，包括顯示主動(dòng)船和從動(dòng)船對(duì)接航線、作業(yè)區(qū)進(jìn)入點(diǎn)、對(duì)接作業(yè)區(qū)、對(duì)接脫離區(qū)、作業(yè)區(qū)脫離點(diǎn)；四、顯示主動(dòng)船和從動(dòng)船實(shí)際航跡、航速、航向、船位和位置匹配區(qū)域，數(shù)據(jù)顯示當(dāng)前船位大地坐標(biāo)和航線偏離值，圖形和數(shù)據(jù)顯示從動(dòng)拖體和主動(dòng)拖體水平相對(duì)位置和大地坐標(biāo)；五、數(shù)據(jù)顯示輸油軟管壓力、長(zhǎng)度、拖力。實(shí)現(xiàn)輔助指揮，根據(jù)態(tài)勢(shì)信息提供對(duì)接作業(yè)時(shí)主動(dòng)船、從動(dòng)船機(jī)動(dòng)參考信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型具體實(shí)施的技術(shù)方案是:一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置，該控制裝置包括主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置、綜合顯控裝置、絞車控制裝置、水下控制裝置、姿態(tài)傳感器、聲信號(hào)處理裝置、聲基陣、從動(dòng)信號(hào)接收裝置和聲信標(biāo)；該控制裝置用于主動(dòng)船和從動(dòng)船，在所述主動(dòng)船上設(shè)有主動(dòng)拖體、絞車；在所述主動(dòng)拖體上設(shè)有垂直翼板、垂直舵板、水平翼板、水平舵板；在所述從動(dòng)船上設(shè)有從動(dòng)拖體；
[0021]其特征在于:所述從動(dòng)信號(hào)接收裝置與所述主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置相連；所述綜合顯控裝置與所述絞車控制裝置、主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置相連，所述絞車控制裝置與絞車相連，所述絞車通過線纜與主動(dòng)拖體相連，所述絞車控制裝置與水下控制裝置通過RS485第一串口相連，水下控制裝置與垂直翼板、垂直舵板、水平翼板、水平舵板的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述絞車控制裝置還與聲信號(hào)處理裝置通過RS485第二串口相連，所述聲信號(hào)處理裝置接收聲基陣的信號(hào)；所述姿態(tài)傳感器與所述聲信號(hào)處理裝置通過RS232串口相連。
[0022]還包括顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示綜合顯控裝置的對(duì)接信息。
[0023]所述的自動(dòng)對(duì)接控制裝置的對(duì)接方法在于:
[0024]步驟一、在所述綜合顯控裝置設(shè)置所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體對(duì)接條件，并將該對(duì)接條件通過所述主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置通過無(wú)線電臺(tái)發(fā)送至所述從動(dòng)信號(hào)接收裝置；所述主動(dòng)船和從動(dòng)船按照計(jì)劃進(jìn)入對(duì)接陣位，所述主動(dòng)船的絞車通過線纜將所述主動(dòng)拖體布放入水，所述從動(dòng)船通過鋼索將所述從動(dòng)拖體布放入水；
[0025]步驟二、開啟所述絞車控制裝置，所述主動(dòng)拖體的所述聲基陣接收所述從動(dòng)拖體的聲信標(biāo)信號(hào)，所述聲信號(hào)處理裝置得到所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體的相對(duì)位置并將該相對(duì)位置信號(hào)通過RS485第二串口傳遞至所述絞車控制裝置，所述絞車控制裝置將該相對(duì)位置信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至所述綜合顯控裝置；
[0026]步驟三、所述綜合顯控裝置根據(jù)接收的所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體相對(duì)位置信號(hào)，下發(fā)絞車放纜指令給所述絞車控制裝置，同時(shí)綜合顯控裝置由絞車控制裝置通過RS485第一串口將翼板舵板調(diào)整指令給水下控制裝置；
[0027]步驟四、所述絞車控制裝置根據(jù)綜合顯控裝置的指令控制所述絞車釋放所述主動(dòng)拖體，并將所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體間隔調(diào)整到2?3分鐘時(shí)，停止所述絞車工作；
[0028]步驟五、所述水下控制裝置控制所述水平舵板、水平翼板、垂直舵板、垂直翼板的角度進(jìn)而調(diào)整所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)，所述姿態(tài)傳感器通過RS232串口將所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)信息傳送至所述聲信號(hào)處理裝置，所述聲信號(hào)處理裝置通過絞車控制裝置將所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)信息反饋至所述綜合顯控裝置；
[0029]步驟六、所述綜合顯控裝置接收到所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)信息，所述綜合顯控裝置判斷主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體是否具備對(duì)接條件；
[0030]當(dāng)具備時(shí)，綜合顯控裝置下達(dá)指令給所述絞車控制裝置控制所述絞車釋放所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體對(duì)接，綜合顯控裝置下發(fā)指令至絞車控制裝置，控制所述絞車回收，斷開所述主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體；
[0031]當(dāng)不具備時(shí)，重新調(diào)整所述主動(dòng)拖體的姿態(tài)直至具備對(duì)接條件。
[0032]所述主動(dòng)拖體和從拖體的對(duì)接條件為:所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體水平相對(duì)距離(0.2m ;所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體垂直相對(duì)深度< 0.1m ;所述主動(dòng)拖體與從動(dòng)拖體相對(duì)仰角<5° ;所述主動(dòng)拖體橫滾角< 20°。
[0033]主動(dòng)拖體和從動(dòng)拖體是通過水聲定位的方式解算相對(duì)距離和相對(duì)深度差的。主動(dòng)拖體的信號(hào)包括兩路，一路是聲信號(hào)處理裝置與綜合顯控裝置相連，一路是水下控制裝置與綜合顯控裝置相連。[0034]自動(dòng)迫近、自動(dòng)對(duì)接，采用主動(dòng)拖體上裝有聲基陣，聲基陣作為主動(dòng)拖體的眼睛，尋找被動(dòng)拖體的聲信標(biāo)信號(hào)，實(shí)時(shí)解算相對(duì)位置，自動(dòng)迫近、自動(dòng)對(duì)接；對(duì)接時(shí)，采用突然釋放主動(dòng)拖體撞擊被動(dòng)拖體，實(shí)施對(duì)接。在具備對(duì)接條件前提下，自動(dòng)閃爍提醒，對(duì)接態(tài)勢(shì)顯示，對(duì)接界面采用大環(huán)套小環(huán)的方式顯示對(duì)接狀態(tài)。
[0035]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置，該控制裝置包括主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置、綜合顯控裝置、絞車控制裝置、水下控制裝置、姿態(tài)傳感器、聲信號(hào)處理裝置、聲基陣、從動(dòng)信號(hào)接收裝置和聲信標(biāo)； 其特征在于:所述從動(dòng)信號(hào)接收裝置與所述主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置相連；所述綜合顯控裝置與所述絞車控制裝置、主動(dòng)信號(hào)發(fā)送裝置相連，所述絞車控制裝置與絞車相連，所述絞車通過線纜與主動(dòng)拖體相連，所述絞車控制裝置與水下控制裝置通過RS485第一串口相連，水下控制裝置與垂直翼板、垂直舵板、水平翼板、水平舵板的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述絞車控制裝置還與聲信號(hào)處理裝置通過RS485第二串口相連，所述聲信號(hào)處理裝置接收聲基陣的信號(hào)；所述姿態(tài)傳感器與所述聲信號(hào)處理裝置通過RS232串口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海上水下拖曳載體的自動(dòng)對(duì)接控制裝置，其特征在于:還包括顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示綜合顯控裝置的對(duì)接信息。
【文檔編號(hào)】G05B19/02GK203528760SQ201320576755
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】諶啟偉, 張晉斌, 唐宗勇 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所