本實用新型涉及海洋探測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多自由度海浪模擬裝置。

背景技術(shù)：

海浪模擬技術(shù)普遍應(yīng)用在海洋探測的各個方面。對于大多數(shù)海洋裝備研發(fā)人員而言，由于受到研發(fā)經(jīng)費限制、裝備體積龐大、缺少測試條件等因素限制，所研制的海洋裝備無法進(jìn)行海洋現(xiàn)場試驗。在這一背景下，研制能夠模擬海浪條件的室內(nèi)測試裝備成為解決問題的最佳途徑。

近年來國內(nèi)外科研人員雖然研制出了一些海浪模擬裝置，但這些裝置均是基于海浪參數(shù)測量、理論海浪波形甚至是正弦波等理論生成的海浪運動軌跡，更有甚者通過制造較大的水池人工模擬波浪。上述方法雖一定程度上模擬了波浪運動，但與真實的海浪運動軌跡仍存在較大誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種多自由度海浪模擬裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中海浪模擬裝置中模擬海浪的軌跡參數(shù)誤差較大的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種多自由度海浪模擬裝置，包括：小船、姿態(tài)收集模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、數(shù)據(jù)接收模塊以及多自由度平臺；

所述姿態(tài)收集模塊設(shè)置在所述小船上，收集所述小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊與所述姿態(tài)收集模塊相連，獲取所述小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)并向下級設(shè)備發(fā)送；

所述數(shù)據(jù)接收模塊與所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊相連，用于接收所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊發(fā)送的小船姿態(tài)數(shù)據(jù)；

所述多自由度平臺與所述數(shù)據(jù)接收模塊相連，獲取小船姿態(tài)數(shù)據(jù)，用于使所述多自由平臺的臺面的運動軌跡與小船的軌跡一致。

進(jìn)一步地，所述姿態(tài)收集模塊包括：六姿態(tài)傳感器；

所述六姿態(tài)傳感器設(shè)置在所述小船上，收集小船姿態(tài)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊包括：第一數(shù)據(jù)處理芯片以及第一無線模塊；

所述第一數(shù)據(jù)處理芯片與所述第一無線模塊相連；

所述第一數(shù)據(jù)處理芯片與所述六姿態(tài)傳感器相連，獲取小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并通過所述第一無線模塊向外發(fā)送。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)接收模塊包括：第二數(shù)據(jù)處理芯片以及第二無線模塊；

所述第二數(shù)據(jù)處理芯片與所述第二無線模塊相連，用于通過所述第二無線模塊獲取所述第一無線模塊發(fā)送的小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述第一數(shù)據(jù)處理芯片和所述第二數(shù)據(jù)處理芯片的型號為P89C51RC2BN/01。

進(jìn)一步地，所述第一無線模塊和所述第二無線模塊的型號為y1-100i1。

進(jìn)一步地，所述第一無線模塊和所述第二無線模塊的距離小于等于1500米。

進(jìn)一步地，所述多自由平臺包括：六自由度平臺。

進(jìn)一步地，所述姿態(tài)傳感器采集小船的橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩及垂蕩姿態(tài)的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述六自由度平臺的型號為MPU-6050。

本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

本申請實施例中提供的多自由度海浪模擬裝置，通過設(shè)置有姿態(tài)收集模塊的小船，收集小船在海洋等環(huán)境中的姿態(tài)數(shù)據(jù)，從而嚴(yán)格真實的還原了小船在海浪條件下的姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)發(fā)射模塊和數(shù)據(jù)接收模塊傳輸給多自由度平臺，通過其臺面模擬小船的運動軌跡，從而高效的、高精度的實現(xiàn)模擬海浪的效果。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的多自由度海浪模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型提供的六自由度平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型提供的數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型提供的數(shù)據(jù)接收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本申請實施例通過提供一種多自由度海浪模擬裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中海浪模擬裝置中海浪模擬軌跡參數(shù)誤差較大的技術(shù)問題；達(dá)到了提升海浪軌跡模擬精度和可靠性的技術(shù)效果。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解本實用新型實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對本申請技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

參見圖1，一種多自由度海浪模擬裝置，包括：小船1、姿態(tài)收集模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射模塊2、數(shù)據(jù)接收模塊3以及多自由度平臺4。

具體來說，所述姿態(tài)收集模塊設(shè)置在所述小船1上，收集所述小船1的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊2與所述姿態(tài)收集模塊相連，獲取所述小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)并向下級設(shè)備發(fā)送。

所述數(shù)據(jù)接收模塊3與所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊2相連，用于接收所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊2發(fā)送的小船姿態(tài)數(shù)據(jù)。

所述多自由度平臺4與所述數(shù)據(jù)接收模塊3相連，獲取小船姿態(tài)數(shù)據(jù)，用于使所述多自由平臺4的臺面的運動軌跡與小船的軌跡一致。

所述海浪模擬裝置的工作原理為：將小船模型放置于具有海浪的水域，當(dāng)小船模型受波浪產(chǎn)生搖擺時，通過收集小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)并回傳給多自由度平臺，可使得多自由度平臺的臺面產(chǎn)生相同的運動軌跡，從而產(chǎn)生模擬海浪的效果。

具體來講，所述姿態(tài)收集模塊包括：六姿態(tài)傳感器；所述六姿態(tài)傳感器設(shè)置在所述小船1上，收集小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)發(fā)射模塊2包括：第一數(shù)據(jù)處理芯片以及第一無線模塊；所述第一數(shù)據(jù)處理芯片與所述第一無線模塊相連；所述第一數(shù)據(jù)處理芯片與所述六姿態(tài)傳感器相連，獲取小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并通過所述第一無線模塊向外發(fā)送。

相似的，所述數(shù)據(jù)接收模塊包括：第二數(shù)據(jù)處理芯片以及第二無線模塊；所述第二數(shù)據(jù)處理芯片與所述第二無線模塊相連，用于通過所述第二無線模塊獲取所述第一無線模塊發(fā)送的小船的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

所述第一無線模塊和所述第二無線模塊的距離小于等于1500米；保證通信的可靠性。

進(jìn)一步地，所述多自由平臺包括：六自由度平臺；所述姿態(tài)傳感器采集小船的橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩及垂蕩等六種姿態(tài)的數(shù)據(jù)。

下面具體描述各芯片及設(shè)備的具體連接關(guān)系。

參見圖3，所述第一數(shù)據(jù)處理芯片U1、六姿態(tài)傳感器U5及第一無線模塊U6的具體管腳連接關(guān)系。

所述第一數(shù)據(jù)處理芯片U1型號為P89C51RC2BN/01，所述六姿態(tài)傳感器U5型號為MPU-6050，所述第一無線模塊U6型號為y1-100i1。

第一數(shù)據(jù)處理芯片U1實時采集六姿態(tài)傳感器U5的輸出數(shù)據(jù)，六姿態(tài)傳感器U5的輸出數(shù)據(jù)包括：小船的橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩及垂蕩等六個姿態(tài)的運動參數(shù)，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)第一數(shù)據(jù)處理芯片U1運算處理后通過第一無線模塊U6以電磁波的形式發(fā)送出去。

其中，VCC與電源正極相連接，GND與電源地相連接，通過VCC與GND引腳給系統(tǒng)供電，第一無線模塊U6的1、2引腳分別與VCC及GND相連接，第一無線模塊U6的3、4引腳分別與第一數(shù)據(jù)處理芯片U1的11、10引腳相連接。六姿態(tài)傳感器U5的1、2引腳分別與VCC及GND相連接，六姿態(tài)傳感器U5的3引腳與第一數(shù)據(jù)處理芯片U1的21引腳相連接，同時六姿態(tài)傳感器U5的3引腳還與R5串聯(lián)后接入VCC，六姿態(tài)傳感器U5的4引腳與第一數(shù)據(jù)處理芯片U1的22引腳相連接，同時六姿態(tài)傳感器U5的4引腳還與R6串聯(lián)后接入VCC，六姿態(tài)傳感器U5的5、6、8引腳分別與第一數(shù)據(jù)處理芯片U1的23、24、26引腳相連接，六姿態(tài)傳感器U5的7引腳與第一數(shù)據(jù)處理芯片U1的25引腳相連接，同時六姿態(tài)傳感器U5的7引腳還與GND相連接，第一數(shù)據(jù)處理芯片U1的20、40引腳分別與GND、VCC相連接。

參見圖2和圖4，所述第二數(shù)據(jù)處理芯片U3及第二無線模塊U7的連接關(guān)系。

所述第二數(shù)據(jù)處理芯片U3型號為P89C51RC2BN/01，所述第二無線模塊U7型號為y1-100i1。第二無線模塊U7將發(fā)送過來的數(shù)據(jù)接收，接收到的數(shù)據(jù)實時傳輸給第二數(shù)據(jù)處理芯片U3，第二數(shù)據(jù)處理芯片U3將接收到的數(shù)據(jù)處理運算后發(fā)送給六自由度平臺的控制器12，六自由度平臺的控制器12將接受到的數(shù)據(jù)處理后發(fā)出控制指令，使得六自由度平臺的臺面11的運動軌跡與小船模型保持一致；從而實現(xiàn)海浪模擬。

其中，VCC與電源正極相連接，GND與電源地相連接。第二無線模塊U7的1、2引腳分別與VCC及GND相連接，第二無線模塊U7的3、4引腳分別與第二數(shù)據(jù)處理芯片U3的11、10引腳相連接。第二數(shù)據(jù)處理芯片U3的20、40引腳分別與GND、VCC相連接。

本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

本申請實施例中提供的多自由度海浪模擬裝置，通過設(shè)置有姿態(tài)收集模塊的小船，收集小船在海洋等環(huán)境中的姿態(tài)數(shù)據(jù)，從而嚴(yán)格真實的還原了小船在海浪條件下的姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)發(fā)送給多自由度平臺，通過其臺面模擬小船的運動軌跡，從而高效的，高精度的模擬海浪的效果。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。