[实用新型]一种载人潜水器应急航行控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及载人潜水器控制领域，具体的说是一种载人潜水器应急航行控制器。

背景技术

载人潜水器用于实现在水下的载人航行、科考、勘探作业等工作，水下作业时与母船之间无任何电缆连接。为了实现潜水器在水中的运动航行，在潜水器外部布置有多台推进器，通过推进器的组合控制可以实现潜水器的多个自由度运动。潜航员在载人舱内通过操纵航行控制盒上操纵杆实现对潜水器的运动控制。由于工业控制计算机具有运算速度快可以综合其它传感器的反馈数据对潜水器实现复杂运动控制算法等特点，在常规情况下，运动控制的实现是通过信号采集模块采集操纵杆的位置信号，然后将采集信号传输至控制计算机，经控制计算机处理后输出至电子舱对推进器施加控制。由于载人潜水器应用环境的特殊性，随着下潜深度及水压的增大，潜水器外部设备的故障风险因素也会相应增大，若主航行控制系统由于各种故障原因无法对推进器施加控制，而且没有应急控制方案，潜水器会因为失去运动能力而面临巨大风险，无法避障，无法靠近母船实施机动回收等。为了保证载人潜水器在水下的作业安全，单一的航行控制方法无法满足载人潜水器的高可靠性控制要求。

实用新型内容

为了克服上述的问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种应用于载人潜水器，结构简单、运行可靠的应急航行控制器，通过该控制器可以实现在主航行控制系统出现故障时对潜水器进行应急航行控制。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种载人潜水器应急航行控制器，包括用于采集和处理控制盒上操纵杆信号的舱内电路板和负责解析操纵杆操控信号并输出负载控制信号的电子舱电路板，两部分电路板通过穿舱水密电缆进行通信，

所述舱内电路板包括A/D转换器、运算放大器、第一控制器、第一通信电路和第一切换电路；所述A/D转换器用于采集操纵杆的位置信号，并通过第一控制器和第一通信电路与第一切换电路连接；所述第一切换电路连接串口服务器和第二通信电路，用于当主航行控制系统出现故障时切换到第二通信电路所在的通路；所述运算放大器用于为操纵杆提供电压信号；

所述电子舱电路板包括第二通信电路、第二控制器、D/A转换器、放大器和第二切换电路；所述第二通信电路用于接收第一切换电路发出数据信号；所述第二控制器；连接第二通信电路和D/A转换器，用于接收第二通信电路发出的数据信号并解析，将解析结果发送给D/A转换器；所述D/A转换器连接放大器，用于将所述解析结果转换为模拟控制信号并通过放大器进行放大；所述第二切换电路接收放大器放大后的信号并传送给推进器驱动电路，在主航行控制系统无故障时接收电子舱内信息交换模块的信号传送给推进器驱动电路。

所述第一切换电路和第二切换电路采用继电器。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

1、成本低，结构简单。本实用新型的核心检测电路所选用的器件成本低，而且电路结构规整，实现方式巧妙而简单。

2、可靠性高。本实用新型的电路所用器件可靠性高，通信方式简单可靠，所以可以保证系统持续稳定工作。

3、扩展性强。本实用新型可根据控制对象不同，增加控制器通信节点数量。

附图说明

图1是载人潜水器航行控制系统总体结构图；

图2是本实用新型的应急航行控制部分结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

应急航行控制器分布安装于载人潜水器载人舱内及载人舱外电子舱中，与 主航行控制系统共同组成载人潜水器航行控制系统，当潜水器主控制系统出现故障时，通过切换开关将控制方式切换至手动应急模式，应用应急航行控制器对潜水器进行航行控制。该控制器核心电路由嵌入式控制器、A/D、D/A、运算放大器等器件组成，控制器电路板分别安装于载人舱内航行控制盒与载人舱外电子舱中，舱内电路板负责采集和处理控制盒上操纵杆信号并将信号经串行通信总线进行传输，电子舱内电路板负责解析操纵杆操控信号并输出负载控制信号，两部分电路间通过穿舱水密电缆进行通信。

所述应急模式，是在主航行控制系统出现故障时，完全由应急航行控制器代替控制计算机进行信号解析及运算，并输出推进器控制信号。

所述操纵杆信号采集，是应急航行控制器舱内电路板采集操纵杆位置信号后，对其进行数字化处理后再进行运算。

所述串行通信，是数字化总线传输，其特点为数据传输稳定，传输线路简单可靠。