[发明专利]一种可用于水下载具定位的缆绳的形变监测系统

摘要

本发明公开了一种可用于水下载具定位的缆绳的形变监测系统，属于形变监测和水下定位领域；装有传感器的节点以一定的间距嵌入到缆绳中；节点测量的数据通过缆绳传输给与缆绳起始端连接的数据处理器；数据处理器利用传感器数据计算得到各个节点的方位角并传递给电脑终端；电脑终端利用各相邻节点的方位角计算两节点之间的缆绳形状和方位，从而连接成整个缆绳的形状和方位，最终可确定缆绳末端水下载具的方位。同时，对缆绳形状监测有利于缆绳缠绕和打结等意外情况的发现和及时解决。

主权项

1.一种可用于水下载具定位的缆绳的形变监测系统，其特征在于，包括：缆绳（12）、数据处理器（13）、电源模块（14）、电脑终端（15）和水下载具（16）；水下载具（16）通过缆绳（12）与所述数据处理器（13）相连，电脑终端（15）与数据处理器（13）相连；电源模块（14）给电脑终端（15）、数据处理器（13）和水下载具（16）供电；所述缆绳（12）由多个缆绳分段（17）和连接多个缆绳分段（17）的节点（11）组成；所述节点（11）包括：密封外壳（21）、减震材料（22）和MEMS传感器（23）；MEMS传感器（23）的两端分别与缆绳分段（17）相连；所述减震材料（22）包覆MEMS传感器（23），并位于密封外壳（21）内；数据处理器（13）根据节点（11）采集的角度信息，对缆绳（12）的形状进行模拟，并通过电脑终端（15）输出；电脑终端（15）利用圆弧法来模拟缆绳（12）的形状；通过以下方法获得缆绳（12）的形变：针对任一个缆绳分段（17），该缆绳分段（17）两端的MEMS传感器（23）采集缆绳分段（17）两端点处的切线方向与水平方向的夹角α1和α2；其中α1为靠近水下载具（16）一端的MEMS传感器（23）获得的夹角，α2为数据处理器（13）一端的MEMS传感器（23）获得的夹角，两端点处的切线方向与水平方向的夹角为α1和α2的一个缆绳分段构成一段圆弧，利用公式（1）得知该段圆弧的圆心角ϴ，再利用公式（2）可确定圆弧的半径R，从而模拟得到每个缆绳分段（17）的形状，对所有缆绳分段（17）的形状进行模拟，连接后，即得到了整个缆绳（12）的形状； （1） （2）其中， L是缆绳分段（17）的长度。