一種基于激光引導技術的船模操縱性試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種船模操縱性試驗裝置，尤其涉及一種基于激光引導技術的船模操縱性試驗裝置。
【背景技術】
[0002]船舶操縱性能是船舶的重要性能之一，船舶一旦喪失操縱能力，航行就缺少了起碼的安全保障。特別是在船舶航行遭遇極端天氣時，海況將變得十分惡劣，船舶的操作性能將面臨巨大考驗，一旦船舶操縱性能降低，將對船舶安全造成巨大影響。因此研宄船舶操縱性能有著重大的意義，但由于船舶操縱性研宄起步較晚，長期以來，船舶操縱性基本上限于研宄船舶在操縱裝置控制下，保持和改變航向的能力，所采用的方法也主要是通過自航模進行操縱性試驗研宄。但是由于水池尺度的限制，往往只能進行簡單的約束船模試驗。
[0003]目前，船舶操縱試驗技術主要采用約束船模試驗和純粹自航試驗技術，試驗設備相對復雜，試驗場地要求較高。試驗過程中無法精確控制船模的運動軌跡，同時航速的精確測量也是困擾自航操縱試驗進一步發展的瓶頸。采用激光引導技術的船模操縱試驗裝置，應用云臺的旋轉速度和角度控制激光轉動進而引導船模運動，從而解決了測速和測量回轉半徑問題；同時獲得的舵角和螺旋槳轉速數據，連同之前設定的速度和回轉半徑，構成船舶操縱性能水動力分析主要參數，從而建立一套新的船模操縱試驗體系。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的是為了解決在操縱性試驗中的測速與軌跡測量的問題而提供一種結構簡單、穩定性好的一種基于激光引導技術的船模操縱性試驗裝置。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現的:包括安裝在水池上方的高臺、安裝在高臺上的激光引導平臺、船模、安裝在船模首端和尾端上的兩個激光接收器和安裝在船模內部的數據處理系統，所述激光引導平臺包括安裝在高臺上的托架、安裝在托架上的第一電機、與第一電機輸出端連接的旋轉平臺、安裝在旋轉平臺上的第二電機和第三電機、分別與第二電機和第三電機輸出端連接的第一舵機安裝臺和第二舵機安裝臺、分別安裝在第一舵機安裝臺和第二舵機安裝臺上的第一舵機和第二舵機、分別安裝在第一舵機上和第二舵機上的第一舵機云臺和第二舵機云臺以及分別安裝在第一舵機云臺和第二舵機云臺上的第一激光器和第二激光器，每個所述的激光接收器都包括安裝在船模上的傳感器基座、安裝在傳感器基座上的安裝板和安裝在安裝板上的激光傳感器，所述激光傳感器至少有十個且均勻設置在安裝板上，所述數據處理系統包括主控制器、和主控制器連接的數據采集器和存儲器，每個激光接收器分別通過電線與主控制器連接。
[0006]本實用新型還包括這樣一些結構特征:
[0007]1.兩個傳感器基座分別安裝在船中縱剖面與甲板交接處，并且兩個傳感器基座之間的距離是0.75個船長。
[0008]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型是基于激光引導技術，基本解決了在操縱性試驗中的測速與軌跡測量問題，且本實用新型具有結構簡單、制作和操作方便、穩定性好、易于控制、運動精度高以及能耗低的優點，能夠引導不同船模在不同海況下進行操作性實驗，特別是在回轉性實驗中，完成測速與軌跡測量，同時反饋實時舵角、螺旋槳轉速等信息，供試驗分析時使用，具有良好的實用和市場價值。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的總體結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新型的激光引導平臺的結構示意圖；
[0011]圖3是本實用新型激光傳感器部分結構示意圖；
[0012]圖4是本實用新型自動操舵控制系統示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0014]結合圖1至圖4，本實用新型包括安裝在水池上方的高臺17、安裝在高臺17上的激光引導平臺1、船模23、安裝在船模23首端和尾端上的兩個激光接收器8、9和安裝在船模23內部的數據處理系統，所述激光引導平臺I包括安裝在高臺上的托架4、安裝在托架4上的第一電機3、與第一電機3輸出端連接的旋轉平臺2、安裝在旋轉平臺2上的第二電機5-1和第三電機5-2、分別與第二電機5-1和第三電機5-2輸出端連接的第一舵機安裝臺21-1和第二舵機安裝臺21-2、分別安裝在第一舵機安裝臺21-1和第二舵機安裝臺21-2上的第一舵機6-1和第二舵機6-2、分別安裝在第一舵機6-1上和第二舵機6-2上的第一舵機云臺7-1和第二舵機云臺7-2以及分別安裝在第一舵機云臺7-1和第二舵機云臺7-2上的第一激光器22-1和第二激光器22-2，第一電機3控制整個旋轉平臺2的運動，第二電機5-1和第三電機5-3可使兩個舵機云臺在水平面內做旋轉運動，第一激光器22-1和第二激光器22-2能繞其對應的舵機6-1和6-2做俯仰旋轉；每個所述的激光接收器8和9都包括安裝在船模23上的傳感器基座18、安裝在傳感器基座18上的安裝板20和安裝在安裝板20上的激光傳感器19，所述激光傳感器19至少有十個且均勻設置在安裝板20上，所述數據處理系統包括主控制器11、和主控制器11連接的數據采集器13和存儲器14，每個激光接收器8和9分別通過電線與主控制器11連接。主控制器11通過檢測的激光路徑，實時按照控制算輸出舵角及螺旋槳轉速，數據采集器13進行實時采集轉速、舵角信息并存儲于存儲器14中。兩個傳感器基座分別安裝在船中縱剖面與甲板交接處，并且兩個傳感器基座之間的距離是0.75個船長。
[0015]本實用新型所述船模23為自航船模，船模23上自帶動力系統和航向控制系統。其中，所述動力系統包括電機驅動塊12、電機、傳動軸及螺旋槳；所述航向控制系統包括舵機驅動模塊10、舵機、舵，主控制器11給所述動力系統和航向控制系統提供控制信號，如圖4所示:本實用新型的主控制器11控制電機驅動模塊12和舵機驅動模塊10。本實用新型的激光引導平臺I固定于水池上的一定高度處，并能按照地面站要求按照一定角速度一定角度旋轉，發射兩束激光束16，發射的激光束為紅外激光，0.33mm線寬；所述激光接收器8和9分別安裝于船模23的首尾部，其接收激光信號；所述數據處理系統安裝于船模23的內部，而船模23自帶的動力系統和航向控制系統可以控制船舵角及螺旋槳推進電機轉速，這樣便實現了激光對船模23運動的引導，船模23便可按照實驗設計進行操縱性實驗。
【主權項】
1.一種基于激光引導技術的船模操縱性試驗裝置，其特征在于:包括安裝在水池上方的高臺、安裝在高臺上的激光引導平臺、船模、安裝在船模首端和尾端上的兩個激光接收器和安裝在船模內部的數據處理系統，所述激光引導平臺包括安裝在高臺上的托架、安裝在托架上的第一電機、與第一電機輸出端連接的旋轉平臺、安裝在旋轉平臺上的第二電機和第三電機、分別與第二電機和第三電機輸出端連接的第一舵機安裝臺和第二舵機安裝臺、分別安裝在第一舵機安裝臺和第二舵機安裝臺上的第一舵機和第二舵機、分別安裝在第一舵機上和第二舵機上的第一舵機云臺和第二舵機云臺以及分別安裝在第一舵機云臺和第二舵機云臺上的第一激光器和第二激光器，每個所述的激光接收器都包括安裝在船模上的傳感器基座、安裝在傳感器基座上的安裝板和安裝在安裝板上的激光傳感器，所述激光傳感器至少有十個且均勻設置在安裝板上，所述數據處理系統包括主控制器、和主控制器連接的數據采集器和存儲器，每個激光接收器分別通過電線與主控制器連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于激光引導技術的船模操縱性試驗裝置，其特征在于:兩個傳感器基座分別安裝在船中縱剖面與甲板交接處，并且兩個傳感器基座之間的距離是0.75個船長。
【專利摘要】本實用新型提供的是一種基于激光引導技術的船模操縱性試驗裝置，包括安裝在水池上方的高臺、安裝在高臺上的激光引導平臺、船模、安裝在船模首端和尾端上的兩個激光接收器和安裝在船模內部的數據處理系統，所述激光引導平臺包括托架、三個電機、兩個激光器、兩個舵機，所述船模激光接收器包括激光傳感器、傳感器安裝板、傳感器基座，所述激光接收器安裝在船首和船尾，所述數據處理系統包括主控制器、和主控制器連接的數據采集器和存儲器，每個激光接收器分別通過電線與主控制器連接。本實用新型結構簡單，操作方便，運動平穩，適應性強，適用于各種船模操縱性試驗。
【IPC分類】B63B9-02
【公開號】CN204548394
【申請號】CN201520152404
【發明人】段文洋, 陳云賽, 金善勤, 黃禮敏, 韓陽, 王奧博, 鄭興, 趙彬彬
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月18日