CN102514700A - 智能泊船多站多机电子遥控系统及遥控方法 - Google Patents

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本发明公开了智能泊船多站多机电子遥控系统及遥控方法，遥控系统包括二个以上的操作摇杆、电子控制单元、传感器组、CAN总线、二个以上的电子动力执行单元二个以上的电子方向执行单元；遥控方法是子控制单元根据摇杆的位置信号、距离信号综合确定出油门值和档位值，并通过CAN数据总线将油门值和档位值传送到电子动力执行单元，通过电子动力执行单元控制发动机的油门和离合器上的档位。本发明的遥控系统和遥控方法不需要多人操作，且在泊船过程中能精确的控制油门值、档位值，并将船只停泊到精确的位置上。

Description

智能泊船多站多机电子遥控系统及遥控方法
技术领域
本发明涉及泊船用电子遥控系统和遥控方法。
背景技术
发动机电子遥控系统是近年来新兴的一种技术，它采用电子控制的方式，实现多站、多发动机的遥控操作，用于替代传统的机械、液压、气动方式等对发动机的控制方法。但是，很多同类型电子遥控产品在进行泊船操作时，仍旧采用传统方式对船舶姿态进行控制，对于操作者既要操舵、加油门及挂档，又要瞭望周围环境和仪表盘，稍有不慎就有可能使停靠位置不准或对船只造成损坏，而且停靠过程耗时过长。如果船只稍大或装配了多台发动机，则需增加多个辅助人员，协助操作者泊船。这样一来就增加了人员成本并且多操作者的协同也会出现问题，给船舶的泊船造成很大的不便。
发明内容
本发明的第一目的是为了提供一种智能泊船多站多机电子遥控系统，利用本发明的电子遥控系统，不需要多人操作，且在泊船过程中能精确的控制油门值、档位值，并将船只停泊到精确的位置上。
本发明的第二目的是提供一种利用智能泊船多站多机电子遥控系统进行遥控的方法，本发明的遥控方法，不需要多人操作，且在泊船过程中能精确的控制油门值、档位值，并将船只停泊到精确的位置上。
达到上述第一目的是技术方案是：智能泊船多站多机电子遥控系统，包括：
二个以上的操作摇杆，用于形成船舶运动方向的信号，并将摇杆的位置信息和方向信息转换成数字信号传送给相对应的电子控制单元；所述摇杆的位置信息指摇杆上端相对于摇杆原点的位置，包括相对于X轴或Y轴的方向角、位置分量X和位置分量Y。在本发明中，一操作摇杆对应一站点，即船只中存在多少个站点，就应当对应设置多少个操作摇杆。
与操作摇杆数量相等的电子控制单元，用于接收遥控的位置信号和船舶的距离信号及摇杆的方向信号，并根据摇杆的位置信号和船舶的距离信号确定出油门值和档位。
安装在船舶上的传感器组，用于采集船首、船尾、左铉和右铉相对于参照物之间的距离，并将距离信号转换成数字信号传输给电子控制单元。
CAN总线，用于传输电子控制单元和电子动力执行单元之间的数据及传输电子控制单元和电子方向执行单元之间的数据。
二个以上的电子动力执行单元，用于控制对应的发动机和离合器。
及二个以上的电子方向执行单元，用于控制船尾舵机和船首侧推器。
作为改进，电子控制单元根据上述传感器组的距离传感信息，形成控制电子动力执行单元的油门比例关系。
作为改进，所述的传感器组包括船首距离传感器、船尾距离传感器、左铉距离传感器和右铉距离传感器。
达到上述第二目的的技术方案是：遥控方法包括电子控制单元获取摇杆的方向信号和位置信号，同时获取船舶相对于参照物的距离信号，电子控制单元根据摇杆的位置信号、距离信号综合确定出油门值和档位值，并通过CAN数据总线将油门值和档位值传送到电子动力执行单元，通过电子动力执行单元控制发动机的油门和离合器上的档位；与此同时，电子控制单元将方向信号通过CAN总线传送到电子方向执行单元中，通过电子方向执行单元控制船尾舵机和船首侧推器。
作为具体化，所述摇杆的位置信号指摇杆上端相对于摇杆原点的位置，包括相对于X轴或Y轴的方向角、位置分量X和位置分量Y。
作为改进，电子控制单元根据上述传感器组的距离传感信息，形成控制电子动力执行单元的油门比例关系，油门值与距离值为线性关系，当距离值小时，则油门值小，当距离值大时，则油门值大。
作为改进，船体的距离信号通过由船首距离传感器、船尾距离传感器、左铉距离传感器和右铉距离传感器组成的传感器组相对于参照物取得。
本发明的有益效果是：由于电子控制单元根据摇杆的位置信号、距离信号综合确定出油门值和档位值，并通过CAN数据总线将油门值和档位值传送到电子动力执行单元，通过电子动力执行单元控制发动机的油门和离合器上的档位，因此，根据船只的位置能精确的确定出泊船时的讯时油门值和档位值，使得泊船的位置准确，且不会出现泊船时损坏船只的现象；由于采集到的位置信号通过一个遥控既能获得，且位置信号由方向角、位置分量X和位置分量Y体现，因此，只要一个人操作既能完成泊船过程，不需要考虑多人协调动作的问题，给船舶操作者的操作提供了极大的方便，同时，所采集到的遥控位置精度高。
附图说明
图1为本发明的框架原理图。
图2摇杆位置范围和位置变化的示意图。
其中，在图1中：11.A站操作摇杆，12.A站电子控制单元，21.B站操作摇杆，22.B站电子控制单元，31.船首距离传感器，32.船尾距离传感器，33.左铉距离传感器，34.右铉距离传感器，41.CAN总线，51.左铉电子动力执行单元，52.左铉发动机，53.左铉离合器，61.右铉电子动力执行单元，62.右铉发动机，63.右铉离合器，71.船尾电子方向执行单元，72.船尾舵机，81.船首侧推器电子方向执行单元，82.船首侧推器。
在图2中：100.摇杆操作位置范围，101.左铉前进区域，102.左铉方向轴，103.摇杆中心点，104.左铉后退区域，105.后退方向轴，106.右铉后退区域，107.摇杆位置方向角，108.右铉方向轴，109.摇杆位置分量y，110.摇杆位置，111.摇杆位置分量x，112.右铉前进区域，113.前进方向轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
在图1中，由A站操作摇杆11、A站电子控制单元12组成了A站操作单元，简称A操控站。由B站操作摇杆21、B站电子控制单元22组成了B站操作单元，简称B操控站。A操控站和B操控站同时只能有一个有操控权，但操控权可以互相转移，系统加电开机默认为A操控站取得操控权。
由船首距离传感器31，船尾距离传感器32，左铉距离传感器33，右铉距离传感器34构成了可以测量船体某个时刻与船体周围四个方向参考物之间的距离的一组传感器，简称为距离传感器组。
在图2中，摇杆操作时的位置区域100是由：左铉前进区域101，左铉方向轴102，摇杆中心点103，左铉后退区域104，后退方向轴105，右铉后退区域106，右铉方向轴108，右铉前进区域112，前进方向轴113组成，简称摇杆操作范围。
摇杆的操作是在摇杆操作范围中进行的，默认开机时摇杆上端位置处在摇杆中心点103，此时，油门值为怠速值，档位为空档档位。当操作摇杆在110位置时，可以知道摇杆此时与右铉方向轴108的夹角107和摇杆相当于右铉方向轴108的分量111及相对于前进方向轴113的分量109，根据摇杆位置方向角107的值可以判断摇杆操作所在的区域，同时确定了船体需要移动的方向值及离合器的档位值，根据111或109也确定了发动机的油门值。
在本发明中，当A站操作摇杆操作到左铉方向轴102或右铉方向轴108上时，档位规定为前进档档位。
在A操控站取得操控权时，A站电子控制单元12将由A站操作摇杆11的具体位置及传感器组检测的距离信号得到的油门和档位值，通过CAN总线41，送给左铉电子动力执行单元51和右铉电子动力执行单元61，并通过51控制与之相连的左铉发动机52的油门及与52相连的左铉离合器53的档位，并通过61控制与之相连的左铉发动机62的油门及与62相连的左铉离合器63的档位。
在A操控站取得操控权时，把由A站电子控制单元12根据距离传感器组得到的相应的船体的距离值，作为由A站操作摇杆11得到的油门值的比例系数进行映射，映射的原则是距离值越小，油门值也小，反之距离值越大，油门值也大，两者成线性关系。油门值根据距离值做比例映射的目的，是为了使摇杆操作变得简单化，更容易掌握摇杆的力度，使油门操控更顺畅。
在A操控站取得操控权时，A站电子控制单元12根据距离传感器组得到的相应于船体的距离值，间接参与调节船的移动航态，使船舶靠岸操作更加智能化。
在A操控站取得操控权时，A站电子控制单元12将由A站操作摇杆11的具体位置得到的方向值，通过CAN总线41，送给船尾电子方向执行单元71和船首侧推器电子方向执行单元81，并通过71控制与之相连的船尾舵机72的操作方向，并通过81控制与之相连的船首侧推器82的操作方向。
在B操控站取得操控权时，其实施方式同A操控站。
本实施方案只以两站两机为例说明，对其它多机多站组成的系统，原理相同只是在CAN总线611上增加相应模块就可以了。

Claims (7)

1.智能泊船多站多机电子遥控系统，其特征在于：包括：
二个以上的操作摇杆，用于形成船舶运动方向的信号，并将摇杆的位置信息和方向信息转换成数字信号传送给相对应的电子控制单元；所述摇杆的位置信息指摇杆上端相对于摇杆原点的位置，包括相对于X轴或Y轴的方向角、位置分量X和位置分量Y；
与操作摇杆数量相等的电子控制单元，用于接收遥控的位置信号和船舶的距离信号及摇杆的方向信号，并根据摇杆的位置信号和船舶的距离信号确定出油门值和档位；
安装在船舶上的传感器组，用于采集船首、船尾、左铉和右铉相对于参照物之间的距离，并将距离信号转换成数字信号传输给电子控制单元；
CAN总线，用于传输电子控制单元和电子动力执行单元之间的数据及传输电子控制单元和电子方向执行单元之间的数据；
二个以上的电子动力执行单元，用于控制对应的发动机和离合器；
及二个以上的电子方向执行单元，用于控制船尾舵机和船首侧推器。
2.根据权利要求1所述的智能泊船多站多机电子遥控系统，其特征在于：电子控制单元根据上述传感器组的距离传感信息，形成控制电子动力执行单元的油门比例关系。
3.根据权利要求1所述的智能泊船多站多机电子遥控系统，其特征在于：所述的传感器组包括船首距离传感器、船尾距离传感器、左铉距离传感器和右铉距离传感器。
4.利用智能泊船多站多机电子遥控系统进行遥控的方法，其特征在于：电子控制单元获取摇杆的方向信号和位置信号，同时获取船舶相对于参照物的距离信号，电子控制单元根据摇杆的位置信号、距离信号综合确定出油门值和档位值，并通过CAN数据总线将油门值和档位值传送到电子动力执行单元，通过电子动力执行单元控制发动机的油门和离合器上的档位；与此同时，电子控制单元将方向信号通过CAN总线传送到电子方向执行单元中，通过电子方向执行单元控制船尾舵机和船首侧推器。
5.根据权利要求4所述的利用智能泊船多站多机遥控系统进行遥控的方法，其特征在于：所述摇杆的位置信号指摇杆上端相对于摇杆原点的位置，包括相对于X轴或Y轴的方向角、位置分量X和位置分量Y。
6.根据权利要求4所述的利用智能泊船多站多机电子遥控系统进行遥控的方法，其特征在于：电子控制单元根据上述传感器组的距离传感信息，形成控制电子动力执行单元的油门比例关系，油门值与距离值为线性关系，当距离值小时，则油门值小，当距离值大时，则油门值大。
7.根据权利要求4所述的利用智能泊船多站多机电子遥控系统进行遥控的方法，其特征在于：船体的距离信号通过由船首距离传感器、船尾距离传感器、左铉距离传感器和右铉距离传感器组成的传感器组相对于参照物取得。
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