[发明专利]一种用于测量无人艇的双柴油舷外挂机操控装置及其方法

说明书

本发明涉及一种用于测量无人艇的双柴油舷外挂机操控装置及其方法，通过控制继电器的通断来达到切换人工开船和无人自主控制航行的效果；通过控制其中一台直流无刷电机的正传和反转来控制两台柴油舷外挂机转向；通过控制其中一台直流无刷电机的正传和反转来控制两台柴油舷外挂机的档位和油门，其中通过一种机械结构方法实现对两台挂机同步切换档位和同步控制油门开度；通过海洋测量无人艇上的双挂机操控装置通过串口RS422接收艇端主控制单元的控制指令，将控制指令转化为控制2台直流无刷电机的正转、反转，从而实现控制海洋测量无人艇的航向、航速和档位，达到双柴油舷外挂机型海洋测量无人艇自主控制、高精度航迹跟踪控制效果，最终实现无人艇自主航行。

技术领域

本发明属于无人船舶控制技术领域，尤其是一种用于测量无人艇的双柴油舷外挂机操控装置及其方法。

背景技术

南海某岛礁附近海况复杂、地形突变，大型测量船、有人岛礁测量艇或安装单波束测深仪、多波束测深系统、磁力仪、重力仪的地方渔船前往该海域进行测量测绘时存在较大安全隐患，难于获取岛礁附近的海底地形信息。为了解决岛礁海域测量测绘问题，研制了双柴油舷外挂机型海洋测量无人艇，满足测量无人艇搭载多种测量作业载荷的动力需求。采用大功率柴油挂机，动力足，且安全性高，更具满足大型母船搭载海洋测量无人艇前往指定海域进行测量任务的安全性、功能性需求。

使用双柴油舷外挂机作为海洋测量无人艇的动力，存在航向、航速、档位切换不能同步精准控制的问题，较难实现高精度航迹跟踪控制，对海洋测量任务存在影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种用于测量无人艇的双柴油舷外挂机操控装置及其方法，系统设计合理、可行性高、费效比合理并且安全性强，能够快速提升导航设备信息化、集成化和通用化水平。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于测量无人艇的双柴油舷外挂机操控装置，包括第一直流无刷电机、第二直流无刷电机、油门拉线、档位拉线和控制模块，油门拉线安装于双挂机的油门中间用于同时控制双挂机的油门，档位拉线安装于双档位中间用于同时控制双挂机的档位，第一直流无刷电机通过齿轮连接双挂机的机械式手柄用于档位和油门的控制，第二直流无刷电机通过齿轮连接双挂机的机械式舵轮用于转向的控制；控制模块分别连接第一直流无刷电机和第二直流无刷电机，通过控制第一直流无刷电机的正转和反转来控制两台柴油舷外挂机的档位和油门，通过控制第二直流无刷电机的正转和反转来控制两台柴油舷外挂机转向；

在双挂机中间设置连杆，所述连杆用于保持两台柴油舷外挂机转向一致，第一直流无刷电机带动双挂机的机械式手柄转动，第二直流无刷电机带动双挂机的机械式舵轮同时转动。

而且，所述控制模块包括：所述无线通信设备、无人艇艇端主控机单元STM32F767、双挂机操控单元、有人/无人操控切换模块，无线通信设备连接无人艇艇端主控机单元，无人艇艇端主控机单元通过RS422串口连接双挂机操控单元，双挂机操控单元分别连接第一直流无刷电机、第二直流无刷电机和有人/无人操控切换模块。

而且，所述控制模块包括：所述双挂机操控单元包括隔离运算放大器、大功率运算放大器、IRF2110驱动芯片、A/D转换器、电流检测器、转速检测器，无人艇艇端主控机单元STM32F767串联隔离运算放大器、大功率运算放大器和IRF2110驱动芯片，IRF2110驱动芯片输出端连接第一直流无刷电机和第二直流无刷电机，第一直流无刷电机和第二直流无刷电机分别连接电流检测器和转速检测器，电流检测器的输出端连接A/D转换器，A/D转换器的输出端和转速检测器的输出端连接无人艇艇端主控机单元STM32F767。

而且，所述有人/无人操控切换模块包括有人/无人操控按键电路和自动切换有人/无人操控电路。