專利名稱：一種水下浮動平臺深度與姿態(tài)自動調節(jié)裝置的制作方法
技術領域：
實用新型涉及一種水下浮動平臺的自動調節(jié)裝置，具體涉及一種水下浮動平臺深度與姿態(tài)自動調節(jié)裝置。
背景技術：
我國地源廣闊，不僅擁有豐富各種資源，而且擁有許多重要的港口、水壩和核電站等重要設施。近年來周邊各國對我國海洋資源瘋狂的掠奪，以及國際國內反恐形勢嚴峻；尤其來自水中的威脅日益嚴重。在這種環(huán)境下應運而生了各種各樣水中探測設備，這些設備為我們了解水域的水文信息和保護重要設施提供了安全保障。水下浮動平臺就是用于搭載的這些水中探測設備的平臺；以前受水下浮動平臺尺寸的限制，搭載儀器設備有限，功能單一，且水下浮動平臺只能進行深度調節(jié)，而無法進行姿態(tài)調節(jié)，直接影響設備的測量精度。隨著科技水平進步和需求的變化，出現(xiàn)了大型水下浮動平臺，可以搭載多種儀器設備，既滿足實際需求，一專多能，又能提高維護性，降低使用和維護的成本。但傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不能對大型水下浮動平臺在水中的深度和姿態(tài)進行自動控制，嚴重影響水下浮動平臺上搭載設備得的工作性能。
發(fā)明內容有鑒于此，本實用新型提供一種水下浮動平臺深度與姿態(tài)自動調節(jié)裝置，采用該裝置能夠對水下浮動平臺的深度和姿態(tài)進行自動控制，確保水下浮動平臺在水中的深度和姿態(tài)滿足搭載設備正常工作的要求。本實用新型的水下浮動平臺深度與姿態(tài)自動調節(jié)系統(tǒng)包括兩個姿態(tài)傳感器、四個壓力傳感器、四個絞車、電機驅動器、光電復合纜、控制主機、光纖適配器和供電單元。上述所有傳感器和絞車均安裝在水下浮動平臺上，電機驅動器、控制主機、光纖適配器和供電單元均位于岸上。其連接關系為在水下浮動平臺對稱的四個系留點分別安裝絞車，在每個絞車上布置一個壓力傳感器，在水下浮動平臺的前后端的中心位置各布置一個姿態(tài)傳感器。以上所有傳感器的輸出端均接入水下浮動平臺上的儀表控制單元。所述光電復合纜的一端分為5束，分別與儀表控制單元和四個絞車連接。另一端分成2束，分別與岸上的電機驅動器和光纖適配器連接。光纖適配器分別通過光纖與控制主機和電機驅動器連接。所述供電單元通過電機驅動器連接為儀表控制單元中的電源供電，儀表控制單元中的電源為所有傳感器供電。有益效果(I)本實用新型能夠同時對水下浮動平臺的深度和姿態(tài)進行自動調節(jié)，保證平臺上所搭載設備的測量精度。(2)本實用新型的水下浮動平臺自動控制系統(tǒng)適用于大型水下浮動平臺，能夠對大型水下浮動平臺在水中的深度和姿態(tài)進行自動控制。(3)本實用新型的水下浮動平臺自動控制系統(tǒng)就是為這類大型水下浮動平臺研制的，他不僅能對這類水下浮動平臺進行深度和姿態(tài)調節(jié)，而且能為搭載的儀器設備提供電源，以滿足搭載的儀器設備正常工作所需的要求，提高儀器設備的測量精度。

圖1為本實用新型的結構示意圖。其中，1-水下浮動平臺，2-壓力傳感器，3-姿態(tài)傳感器，4-儀表控制單元，5-光電復合纜，6-絞車。
具體實施方式
以下結合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。本實施例針對大型水下浮動平臺提供一種水下浮動平臺深度與姿態(tài)自動調節(jié)系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)不僅能對大型水下浮動平臺進行深度和姿態(tài)調節(jié)，而且能為浮動平臺上搭載的儀器提供電源，以滿足搭載儀器的正常工作需求，提高這些儀器的測量精度。如圖1所示，該系統(tǒng)包括兩個姿態(tài)傳感器3、四個壓力傳感器2、四個絞車6、電機驅動器、光電復合纜5、控制主機、光纖適配器和供電單元；其中上述所有傳感器和絞車6均安裝在水下浮動平臺I上，電機驅動器、控制主機、光纖適配器和供電單元均位于岸上。其連接關系為在水下浮動平臺I對稱的四個系留點分別安裝絞車6，在每個絞車6上布置一個壓力傳感器2，在水下浮動平臺I的前后端的中心位置各對稱布置一個姿態(tài)傳感器3 ;以上所有傳感器的輸出端均接入水下浮動平臺I上的儀表控制單元4，儀表控制單元4和四個絞車6分別與光電復合纜5連接。光電復合纜5的另一端分成兩路，一路與岸上的電機驅動器連接，用于傳輸電信號；另一路與光纖適配器連接，用于傳輸光信號。光纖適配器通過光纖分別與控制主機和電機驅動器連接。供電單元通過電纜與電機驅動器連接，電機驅動器通過光電復合纜5為儀表控制單元4中的電源供電，儀表控制單元4中的電源為所有傳感器供電。所有傳感器的電信號在儀表控制單元4內轉換為光信號，控制主機通過光纖向儀表控制單元4發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令后，儀表控制單元4將所有傳感器的信號發(fā)送給控制主機；同時控制主機還通過光纖向電機驅動器發(fā)送控制信號，分別控制四個絞車6的工作。步驟一水下浮動平臺I的深度調節(jié)101 :控制主機向電機驅動器發(fā)送水下浮動平臺I的目標深度值、兩個姿態(tài)傳感器3測得的橫滾角差值的限定值、兩個姿態(tài)傳感器3測得的俯仰角差值的限定值；102 :電機驅動器同時啟動四個絞車6，使四個絞車6同步工作，依據(jù)目標深度數(shù)值調整水下浮動平臺I的深度。調整過程中，控制主機實時采集所有壓力傳感器2和姿態(tài)傳感器3的信號，并實時進行處理(指控制主機與儀表艙之間按照通信協(xié)議進行解算深度及姿態(tài)數(shù)據(jù)并顯示);控制主機判斷水下浮動平臺I當前深度值是否在目標深度值誤差允許范圍內，如果是，控制主機向電機驅動器發(fā)送停止指令，所有絞車6停止工作；否則，電機驅動器繼續(xù)控制絞車6工作，直至水下浮動平臺I的深度在目標深度值誤差允許范圍內。在深度調整過程中，如果控制主機計算得到的橫滾角之差或俯仰角之差大于其限定值，則暫停深度調整；控制主機依據(jù)橫滾角或俯仰角的差值判斷橫滾或俯仰的方向，然后控制電機驅動器對驅動該方向上的絞車6，調整過程中，控制主機采集所有姿態(tài)傳感器3的信號，當橫滾角之差和俯仰角之差均小于限定值后，再停止姿態(tài)調節(jié)，繼續(xù)進行深度調整。步驟二 當水下浮動平臺I位于設定深度后，對水下浮動平臺I的姿態(tài)進行調節(jié)201 :控制主機向電機驅動器發(fā)送目標姿態(tài)要求，所述姿態(tài)要求包括水下浮動平臺I的橫滾角和俯仰角；202 :電機驅動器啟動絞車6工作，依據(jù)目標姿態(tài)要求整水下浮動平臺I的姿態(tài)，調整過程中，控制主機實時采集所有姿態(tài)傳感器3的信號，以判斷水下浮動平臺I的姿態(tài)值是否在目標姿態(tài)誤差允許范圍內，如果是，控制主機向電機驅動器發(fā)送停止指令，絞車6停止工作；否則，電機驅動器繼續(xù)控制絞車6工作，調整水下浮動平臺I的姿態(tài)，直至水下浮動平臺I的姿態(tài)在目標姿態(tài)要求誤差允許范圍內。步驟三水下浮動平臺I在工作過程中，壓力傳感器2獲得水下浮動平臺I的深度信息，姿態(tài)傳感器3獲得水下浮動平臺I的姿態(tài)信息，控制主機實時采集以上所有信息，并進行實時處理，將計算值與設定數(shù)值進行比對，判斷浮動平臺的深度和姿態(tài)是否穩(wěn)定在目標值的誤差范圍內，若不是，則通過控制四個絞車6的速度和方向，達到對水下浮動平臺I進行動態(tài)調整的目的，保證水下浮動平臺I的深度和姿態(tài)均在誤差允許范圍內。當水下浮動平臺I的長度超過一定值后，由于平臺自身的變形，則姿態(tài)傳感器3測量數(shù)據(jù)精度變差，此時可通過壓力傳感器2的深度差值解算平臺的姿態(tài)數(shù)據(jù)，用來補償姿態(tài)傳感器3的不足。其中浮動平臺長度方向的深度值用來解算仰角，浮動平臺寬度方向深度差值用來解算橫滾角。綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1. 一種水下浮動平臺深度與姿態(tài)自動調節(jié)裝置，其特征在于，包括兩個姿態(tài)傳感器(3)、四個壓力傳感器(2)、四個絞車(6)、電機驅動器、光電復合纜(5)、控制主機、光纖適配器和供電單元；上述所有傳感器和絞車(6)均安裝在水下浮動平臺(I)上，電機驅動器、控制主機、光纖適配器和供電單元均位于岸上；其連接關系為在水下浮動平臺(I)對稱的四個系留點分別安裝絞車(6)，在每個絞車(6)上布置一個壓力傳感器(2)，在水下浮動平臺(I)的前后端的中心位置各布置一個姿態(tài)傳感器(3);以上所有傳感器的輸出端均接入水下浮動平臺(I)上的儀表控制單元(4);所述光電復合纜(5)的一端分為5束，分別與儀表控制單元(4)和四個絞車(6)連接；另一端分成2束，分別與岸上的電機驅動器和光纖適配器連接；光纖適配器分別通過光纖與控制主機和電機驅動器連接；所述供電單元通過電機驅動器連接為儀表控制單元(4)中的電源供電，儀表控制單元(4 )中的電源為所有傳感器供電。
專利摘要本實用新型公開一種水下浮動平臺深度與姿態(tài)自動調節(jié)裝置，該裝置包括兩個姿態(tài)傳感器、四個壓力傳感器、四個絞車、電機驅動器、光電復合纜、控制主機、光纖適配器和供電單元。所有傳感器和絞車均安裝在水下浮動平臺上，電機驅動器、控制主機、光纖適配器和供電單元均位于岸上。水下浮動平臺工作前，先將深度與姿態(tài)調整至設定值；在工作過程中，將各個傳感器獲得的實時的深度和姿態(tài)信息分別與設定值進行比對，判斷其是否穩(wěn)定在設定值的誤差范圍內，然后通過控制四個絞車達到對浮動平臺進行動態(tài)調整的目的。采用該裝置不僅能對大型水下浮動平臺進行深度和姿態(tài)調節(jié)，而且能為平臺上搭載的儀器提供電源，以滿足搭載儀器的正常工作需求，提高儀器的測量精度。
文檔編號B63C11/34GK202863746SQ20122053624
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權日2012年10月18日
發(fā)明者諶啟偉, 付天照, 張素偉, 任宏偉, 易媛媛, 李朝暉 申請人:中國船舶重工集團公司第七一〇研究所