[发明专利]一种水下灯调光系统

说明书

技术领域

本发明涉及水下机器人水下灯的调光技术，具体说是一种采用数字传 输技术，远距离调节水下机器人上设置水下灯亮度的调光系统。

技术背景

水下机器人是一种工作在海中的设备，在它的上面安装有多台水下摄 像机，而摄像机要观察海里的情况，需要水下灯提供照明，由于不同海域、 不同季节，海水中的能见度不同，而且，随着摄像机距离要观察目标的不 同，图像的清晰度也不相同，因此水下机器人上不同位置的摄像机所需要 的灯光亮度也不相同。常规的水下机器人上水下灯亮度的调节采用水面上 可调压的变压器改变电压来实现，该种方法的缺点是若改变电压，所有水 下机器人上的灯光全部改变，这导致其它已经调好的摄像机照明的改变， 从而造成所观察目标的视频效果不好，而且由于水面到水下机器人载体的 传输距离非常长，传输路径上的电阻很大，消耗了不必要的电能，从这个 意义上来说，对大深度的水下机器人也是一个瓶颈。随着海洋事业的发展， 完成的使命也日趋复杂，要求对水下机器人配备更多的水下摄像机，传统 的水下灯调光方式无法同时满足水下机器人上多台摄像机对灯光的需求。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种实用的水下灯调光系统， 该系统具有模块化、接口安全、设计简单的特点，可实现灯光的全范围单 灯、连续调节，可远程调光，调光装置之间彼此不受干扰。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：I/O采集及输出模块、 主控计算机、水下灯调光装置，主控计算机通过以太网接收来自水面的I/O 采集及输出模块的控制信号，将处理后的控制信号通过连接有光多路复用 器的光纤送到水下的I/O采集及输出模块，水下的I/O采集及输出模块根据 主控计算机命令将电源控制信号和灯光调节信号输出到模块化设置的水下 灯调光装置，从而实现灯光的调整；

其中所述水下灯调光装置包括主控制器、隔离电路及调节电路，其中 所述主控制器经过隔离电路接收水下的I/O采集及输出模块的调节信号，输 出两路脉冲信号经光电耦合电路至调节电路控制端，控制电压的输出；所 述调节电路经隔离电路接电源(作为电源控制信号)，并经过光电耦合电路 接收主控制器的灯光调节信号，输出调节后的电源信号至水下灯。主控制 器的水下电源同步信号经第二电阻和反并联第一～二二极管串联取样。

主控制器与光电耦合电路之间加设发光二极管，用于调试指示；

光电耦合电路与调节电路之间加设二极管，用于保护光电耦合电路；

主控制器与水下的I/O采集及输出模块间的隔离电路采用隔离运算放 大器；

调节电路为第一～二可控硅反并联结构，一端接由继电器构成的隔离电 路，另一端接水下灯。

本发明具有如下优点：

1.安全性高。本发明的电源控制端和灯光调节控制端与水下灯的主控 制器电源采用完全隔离的技术，因此，安全性高。

2.本发明采用电阻和二极管实现主控制器的脉冲同步，可省去传统电 路上采用的同步变压器来实现电源同步信号输入，节省了同步变压器和相 应的导线，提高了该装置的可靠性。

3.本发明采用光电耦合器来实现可控硅的脉冲触发，省去了传统电路 上采用的脉冲变压器，减少了该装置的尺寸、体积和重量。

4.本发明设计模块化，体积小，结构紧凑，重量轻，接口简单，随着 水下灯增加，只需增加相应数量的水下光调节装置及相应的控制信号。另 外，水下光调光装置之间彼此独立互不干扰，即每个水下灯亮度根据需要 进行调节，而彼此互不影响。

5.由于本发明的电路设计简单，所以成本低，实用性强，可应用于水 下机器人灯光调节，还可以应用于水下机器人或其它远、近距离调光的场 合。

6.本发明采用光纤通信，提高了信号传输的可靠性，降低了电气干扰， 同时，也使水下机器人中的调光距离可以达到10KM，这对于大深度水下机 器人的调光变得简单。

附图说明

图1水下灯调光系统结构示意图。

图2水下灯调光装置电路原理图。

图3水下灯调光系统控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。