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专利号: 2019105676687
申请人: 浙江海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水下声呐的自动升降控制系统,其特征在于,所述系统用于将声呐固定于船身底部,且自动控制所述声呐与船身底部的距离,以实现所述声呐的自动升降,所述系统包括:第一滑轮和第一滑轮驱动电机,固定于所述船身底部的前端,所述第一滑轮驱动电机驱动所述第一滑轮转动;

第二滑轮和第二滑轮驱动电机,固定于所述船身底部的后端,所述第二滑轮驱动电机驱动所述第二滑轮转动;

固定盘,所述固定盘的第一端通过第一线缆固定于所述第一滑轮,所述第一滑轮沿第一方向旋转时,所述第一线缆逐渐缠绕在所述第一滑轮上,所述第一滑轮沿第二方向旋转时,所述第一线缆逐步从所述第一滑轮松开,所述固定盘的第二端通过第二线缆固定于所述第二滑轮,所述第二滑轮沿所述第一方向旋转时,所述第二线缆逐渐缠绕在所述第二滑轮上,所述第二滑轮沿第二方向旋转时,所述第二线缆逐步从所述第二滑轮松开;

第一气缸,所述第一气缸的后端固定于所述固定盘的底面,所述第一气缸的活塞杆通过一弹性连接件固定于所述声呐的上表面;

第二气缸,所述第二气缸的后端固定于所述固定盘的底面,所述第二气缸的活塞杆通过一弹性连接件固定于所述声呐的上表面;

控制器,所述控制器分别与所述第一滑轮驱动电机、所述第二滑轮驱动电机、所述第一气缸的电磁阀和所述第二气缸的电磁阀相连接,所述控制器控制所述第一滑轮驱动电机和所述第二滑轮驱动电机运行,以使得所述固定盘向所述船身底部的一端靠近时,所述固定盘与水平面形成一定角度,所述控制器控制所述第一气缸的活塞杆和所述第二气缸的活塞杆运行,以使得所述声呐的上表面保持与水平面平行。

2.根据权利要求1所述的水下声呐的自动升降控制系统,其特征在于,所述声呐的侧面设置有声波发射口和声波接收口,所述声呐的上方还设置有旋转盘,所述第一气缸的活塞杆和所述第二气缸的活塞杆分别固定于所述旋转盘的上表面;

所述旋转盘的上方设置有旋转驱动电机,所述旋转驱动电机的驱动轴可旋转穿设于所述旋转盘中,且所述驱动轴的前端固定于所述声呐,所述旋转驱动电机通过驱动所述驱动轴旋转而带动所述声呐相对于所述旋转盘旋转。

3.根据权利要求2所述的水下声呐的自动升降控制系统,其特征在于,所述旋转盘的下表面开设有环形的导向槽,所述声呐的上表面设置有至少一个导向柱,所述导向柱位于所述导向槽中,且所述声呐相对于所述旋转盘旋转时,所述导向柱在所述导向槽中运动。

4.根据权利要求1至3所述的水下声呐的自动升降控制系统,其特征在于,所述弹性连接件为拉簧、橡胶垫或波纹管。

5.一种水下声呐的自动升降控制方法,其特征在于,采用权利要求1至4中任一项所述的水下声呐的自动升降控制系统,所述方法包括如下步骤:所述控制器确定声呐升降指令,所述声呐升降指令包括升降目标高度和声呐与船身底部前端的目标距离;

所述控制器根据所述升降目标高度和声呐与船身底部前端的目标距离计算所述第一线缆的收放长度和所述第二线缆的收放长度;

所述控制器根据所述第一线缆的收放长度控制所述第一滑轮驱动电机,根据所述第二线缆的收放长度控制所述第二滑轮驱动电机,以使得所述声呐达到升降目标高度和声呐与船身底部前端的目标距离;

所述控制器根据所述第一线缆的当前长度和所述第二线缆的当前长度计算所述声呐的倾斜角度;

所述控制器根据所述声呐的倾斜角度控制所述第一气缸和所述第二气缸的活塞运动,以使得所述声呐调整至水平位置。

6.根据权利要求5所述的水下声呐的自动升降控制方法,其特征在于,多个声呐分别安装于多个船身的底部,且定义一船身底部的声呐为基准声呐,安装有基准声呐的船为校准船,安装有非基准声呐的船为非校准船;

所述方法还包括如下步骤:

所述非校准船的控制器接收到校准船的校准通知,所述校准通知包括所述校准船相对于所述非校准船的相对位置数据;

所述非校准船的控制器根据所述相对位置数据确定自身的声呐升降指令,以使得声呐在升降控制之后朝向所述校准船偏移;

所述校准船的控制器根据所述相对位置数据确定自身的声呐升降指令,以使得声呐在升降控制之后朝向所述非校准船偏移;

所述非校准船的控制器根据所述声呐升降指令控制所述第一滑轮驱动电机和所述第二滑轮驱动电机,并控制所述第一气缸和所述第二气缸,以使得所述声呐在达到升降目标位置之后调整至水平位置;

所述校准船的控制器根据所述声呐升降指令控制所述第一滑轮驱动电机和所述第二滑轮驱动电机,并控制所述第一气缸和所述第二气缸,以使得所述声呐在达到升降目标位置之后调整至水平位置;

所述非校准船的控制器和所述校准船的控制器依次读取自身的声呐的测量数据,所述非校准船的控制器将自身的声呐的测量数据发送至所述校准船;

所述校准船的控制器比较所述非校准船的声呐的测量数据和自身的声呐的测量数据,如果两个测量数据的偏差在预设阈值范围内,则所述非校准船的声呐校准成功,如果两个测量数据的偏差在预设阈值范围只能外,则所述非校准船的声呐校准失败。

7.根据权利要求6所述的水下声呐的自动升降控制方法,其特征在于,所述声呐的侧面设置有声波发射口和声波接收口,所述声呐的上方还设置有旋转盘,所述第一气缸的活塞杆和所述第二气缸的活塞杆分别固定于所述旋转盘的上表面;所述旋转盘的上方设置有旋转驱动电机,所述旋转驱动电机的驱动轴可旋转穿设于所述旋转盘中,且所述驱动轴的前端固定于所述声呐,所述旋转驱动电机通过驱动所述驱动轴旋转而带动所述声呐相对于所述旋转盘旋转;

所述非校准船的控制器和所述校准船的控制器依次读取自身的声呐的测量数据之前,还包括如下步骤:所述非校准船的控制器和所述校准船的控制器分别调节自身的旋转驱动电机,使得所述非校准船的声呐的发射端的发射方向与所述校准船的声呐的发射端的发射方向一致。

8.根据权利要求7所述的水下声呐的自动升降控制方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤:所述非校准船的控制器判断前一次校准成功的时间与当前时间的间隔是否大于预设时间阈值,如果是,则所述非校准船的控制器向所述校准船的控制器发送校准请求。