CN104129473A - 救生艇检验操纵遥控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种救生艇检验操纵遥控系统。它解决现有救生艇检验需人亲自操纵而造成人身安全隐患的问题。本发明包括用于救生艇上的机械操纵装置，和置于岸基上的遥控装置，遥控装置与机械操纵装置之间形成无线数据通信联系，机械操纵装置具有集成控制箱，集成控制箱中设置状态感知组件、动作操纵组件、摄像头、接收天线及从控制器，其中从控制器电控连接状态感知组件、动作操纵组件、摄像头及接收天线，遥控装置具有遥控操纵器、显示器、无线收发器及主控制器，其中主控制器电控连接遥控操纵器、显示器及无线收发器，无线收发器与接收天线之间传送无线信号。本发明通过无线遥控完成操纵动作，实现救生艇检验，保证人员安全。

Description

救生艇检验操纵遥控系统

技术领域

本发明属于无线操控设备技术领域，涉及一种实现远程救生艇进行维护和检验的遥控操纵技术，特别是一种救生艇检验操纵遥控系统。

背景技术

国际救生设备规则规定，装配在船舶或海上石油钻井平台上的救生艇，要定期进行相关的维护和检验，以保证救生艇在紧急情况下的正常工作状态。

其检验内容包括：救生艇吊钩无负荷及带负荷释放，以测试吊钩的工作状态是否良好；救生艇主机的性能测试及喷水试验等必检项目。现有检验操作时，通常由试验人员乘坐救生艇一起降落至海面进行相关操作。近年来全球发布的救生艇事故报告表明，在救生艇训练、保养与检查中，由于各种原因导致许多意外，造成人身安全事故。所以如何在救生艇训练及保养检查中最大限度的保证人员安全是一个值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种无线遥控操纵设计方案，实现救生艇内无人的情况下，远程遥控操纵完成救生艇的各项维护与检验作业，进而保障人员安全的救生艇检验操纵遥控系统。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：救生艇检验操纵遥控系统,包括用于救生艇上的机械操纵装置，和置于岸基上的遥控装置，所述遥控装置与机械操纵装置之间形成无线数据通信联系，所述机械操纵装置具有集成控制箱，所述集成控制箱中设置状态感知组件、动作操纵组件、摄像头、接收天线及从控制器，其中从控制器电控连接上述状态感知组件、动作操纵组件、摄像头及接收天线，所述遥控装置具有遥控操纵器、显示器、无线收发器及主控制器，其中主控制器电控连接上述遥控操纵器、显示器及无线收发器，所述无线收发器与接收天线之间传送无线信号。

本救生艇检验操纵遥控系统中，救生艇前端头设置驾驶台，驾驶台上顺次布列有方向盘、油门手柄、脱钩手柄及喷水阀手柄。将机械操纵装置放置于救生艇的驾驶员位置上，机械操纵装置的集成控制箱使用直流12V的供电电压，且集成控制箱直接与救生艇的电瓶电路连接，两者之间通过电源转换隔离电路实现符合标准的供电电压需求。集成控制箱上的动作操纵组件与救生艇驾驶台上的各个操控部件对应相连。岸基可以为承载救生艇的母船，遥控装置的主控制器安设于遥控操纵器内，且遥控操纵器由两组7V便携式可充电式高能锂电池供电，并通过电源转换隔离电路实现符合标准的供电电压需求，可以保证系统持续工作12小时以上。

当救生艇降放到海面时，母船上的遥控装置通过无线数据信号发出动作指令，安装于救生艇驾驶椅上的机械操纵装置执行具体操纵动作，实现吊钩的释放、主机的启动、油门的控制、喷水阀的开启、及舵的转动等动作程序，进而检验救生艇上各部分的运行状态。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述状态感知组件包括发动机转速传感器、机油压力传感器、水温传感器、航舵转角编码传感器、油门位置传感器、脱钩位置传感器、脱钩解锁传感器及喷水阀位置传感器。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述动作操纵组件包括方向盘操纵机构、油门操纵机构、脱钩操纵机构、脱钩解锁操纵机构及喷水阀操纵机构。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述方向盘操纵机构包括方向盘伺服电机，所述方向盘伺服电机驱动连接操纵杆，所述操纵杆上设置用于连接方向盘的连接臂；所述油门操纵机构包括油门伺服电机，所述油门伺服电机驱动连接操纵杆，所述操纵杆上设置用于连接油门手柄的连接臂；所述脱钩操纵机构包括脱钩伺服电机，所述脱钩伺服电机驱动连接操纵杆，所述操纵杆上设置用于连接脱钩手柄的连接臂；所述脱钩解锁操纵机构包括脱钩解锁电动推杆，所述脱钩解锁电动推杆上设置用于连接脱钩解锁手柄的连接臂；所述喷水阀操纵机构包括喷水阀电动推杆，所述喷水阀电动推杆上设置用于连接喷水阀手柄的连接臂。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述集成控制箱内设置集成支架，所述伺服电机与操纵杆均安设于集成支架上。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述从控制器具有感应信号接收模块、转角位置判断模块、视频监测记录模块、动作驱动模块、故障诊断模块及无线射频模块。从控制器为TMS320F2812的集成控制器，无线射频模块用于发送无线数据信息，及接收操纵指令；感应信号接收模块用于采集记录转速、压力、水温等各项数据信息；转角位置判断模块用于采集记录转向、档位等各项数据信息；视频监测记录模块用于管理摄像头监控录像数据；动作驱动模块用于管理实现执行动作的操纵指令数据；故障诊断模块用于监测数据信息是否存在故障问题，进而实现系统调试功能。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述感应信号接收模块具有A/D端口与I/O端口，所述A/D端口上连接发动机转速传感器、机油压力传感器和水温传感器，所述I/O端口上连接油门位置传感器、脱钩位置传感器、脱钩解锁传感器及喷水阀位置传感器；所述转角位置判断模块具有CAPx端口，所述CAPx端口捕获方向盘伺服电机、油门伺服电机及脱钩伺服电机的编码器转角位置信号；所述动作驱动模块通过PWM信号操控方向盘伺服电机、油门伺服电机、脱钩伺服电机、脱钩解锁电动推杆及喷水阀电动推杆。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述主控制器具有数据存储模块、数据分析模块、信息显示模块、指令采集模块、故障诊断模块及无线射频模块。主控制器为TMS320F2812的集成控制器，无线射频模块用于接收无线数据信息，及发送操纵指令；数据存储模块用于存储记录接收到的无线数据信息；数据分析模块可根据所采集的测试数据自动生成检测报告；信息显示模块用于将数据信息在显示器上进行实时显示出各项工作状态，若配置打印机可将显示数据进行打印操作；指令采集模块用于采集记录操纵员在遥控操纵器上所触发的各项指令；故障诊断模块用于监测数据信息是否存在故障问题，进而实现系统调试功能。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述信息显示模块连接上述显示器；所述遥控操纵器上设置电源开关、发动机启动开关、发动机停止开关、脱钩解锁开关、脱钩手柄开关、喷水阀手柄开关、油门控制旋钮、方向盘控制旋钮、工作指示灯与故障指示灯，所述指令采集模块具有A/D端口与I/O端口，所述A/D端口通过电路连接油门控制旋钮和方向盘控制旋钮，所述I/O端口通过电路连接电源开关、发动机启动开关、发动机停止开关、脱钩解锁开关、脱钩手柄开关、喷水阀手柄开关、工作指示灯与故障指示灯。

在上述的救生艇检验操纵遥控系统中，所述遥控装置与机械操纵装置之间通过RS232通讯协议进行数据交互联系。按照无线RS232通讯协议，将岸基上操纵者的操作信息发送至救生艇上的机械操纵装置，将机械操纵装置采集到救生艇的实况信息反馈到遥控装置，实现同步监测操控完成维护和检验的工作。且无线传输距离在无遮蔽的条件下可以达到2km以上。

与现有技术相比，本救生艇检验操纵遥控系统采用一体化和模块化设计，救生艇操纵控制电路和执行机构统一封装在一个密闭的箱体中，安装简便。手持式遥控操作和显示设备，通过操作按钮远程遥控，实现救生艇内的机构动作，进而便捷完成全部维护与检验程序。由此在进行救生艇的日常检验中，不再需要人亲自随艇下到海面进行实际操纵，通过无线遥控机器人进行各种操纵动作，检验救生艇各装置状态是否正常，保证人员安全，减少人身事故，且检验效果可靠。

附图说明

图1是本救生艇检验操纵遥控系统的装配结构示意图。

图2是本救生艇检验操纵遥控系统的电控系统示意图。

图中，1、集成控制箱；2、摄像头；3、方向盘操纵机构；4、油门操纵机构；5、脱钩操纵机构；6、喷水阀操纵机构；7、接收天线；8、驾驶台；9、方向盘；10、油门手柄；11、脱钩手柄；12、喷水阀手柄。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和2所示，本救生艇检验操纵遥控系统包括用于救生艇上的机械操纵装置，和置于岸基上的遥控装置，且遥控装置与机械操纵装置之间形成无线数据通信联系。

机械操纵装置具有集成控制箱1，该集成控制箱1中设置状态感知组件、动作操纵组件、摄像头2、接收天线7及从控制器，其中从控制器电控连接状态感知组件、动作操纵组件、摄像头2及接收天线7。

状态感知组件包括发动机转速传感器、机油压力传感器、水温传感器、航舵转角编码传感器、油门位置传感器、脱钩位置传感器、脱钩解锁传感器及喷水阀位置传感器。

动作操纵组件包括方向盘操纵机构3、油门操纵机构4、脱钩操纵机构5、脱钩解锁操纵机构及喷水阀操纵机构6。方向盘操纵机构3包括方向盘伺服电机，方向盘伺服电机驱动连接操纵杆，操纵杆上设置用于连接方向盘9的连接臂；油门操纵机构4包括油门伺服电机，油门伺服电机驱动连接操纵杆，操纵杆上设置用于连接油门手柄10的连接臂；脱钩操纵机构5包括脱钩伺服电机，脱钩伺服电机驱动连接操纵杆，操纵杆上设置用于连接脱钩手柄11的连接臂；脱钩解锁操纵机构包括脱钩解锁电动推杆，脱钩解锁电动推杆上设置用于连接脱钩解锁手柄的连接臂；喷水阀操纵机构6包括喷水阀电动推杆，喷水阀电动推杆上设置用于连接喷水阀手柄12的连接臂。集成控制箱1内设置集成支架，各个伺服电机与操纵杆均安设于集成支架上。

从控制器为TMS320F2812的集成控制器，从控制器具有感应信号接收模块、转角位置判断模块、视频监测记录模块、动作驱动模块、故障诊断模块及无线射频模块。无线射频模块用于发送无线数据信息，及接收操纵指令；感应信号接收模块用于采集记录转速、压力、水温等各项数据信息；转角位置判断模块用于采集记录转向、档位等各项数据信息；视频监测记录模块用于管理摄像头2监控录像数据；动作驱动模块用于管理实现执行动作的操纵指令数据；故障诊断模块用于监测数据信息是否存在故障问题，进而实现系统调试功能。

感应信号接收模块具有A/D端口与I/O端口，A/D端口上连接发动机转速传感器、机油压力传感器和水温传感器，I/O端口上连接油门位置传感器、脱钩位置传感器、脱钩解锁传感器及喷水阀位置传感器；转角位置判断模块具有CAPx端口，CAPx端口捕获方向盘伺服电机、油门伺服电机及脱钩伺服电机的编码器转角位置信号；动作驱动模块通过PWM信号操控方向盘伺服电机、油门伺服电机、脱钩伺服电机、脱钩解锁电动推杆及喷水阀电动推杆。

遥控装置具有遥控操纵器、显示器、无线收发器及主控制器，其中主控制器电控连接遥控操纵器、显示器及无线收发器，且无线收发器与接收天线7之间传送无线信号。即遥控装置与机械操纵装置之间通过RS232通讯协议进行数据交互联系。

主控制器为TMS320F2812的集成控制器，主控制器具有数据存储模块、数据分析模块、信息显示模块、指令采集模块、故障诊断模块及无线射频模块。无线射频模块用于接收无线数据信息，及发送操纵指令；数据存储模块用于存储记录接收到的无线数据信息；数据分析模块可根据所采集的测试数据自动生成检测报告；信息显示模块用于将数据信息在显示器上进行实时显示出各项工作状态，若配置打印机可将显示数据进行打印操作；指令采集模块用于采集记录操纵员在遥控操纵器上所触发的各项指令；故障诊断模块用于监测数据信息是否存在故障问题，进而实现系统调试功能。

信息显示模块连接显示器；遥控操纵器上设置电源开关、发动机启动开关、发动机停止开关、脱钩解锁开关、脱钩手柄开关、喷水阀手柄开关、油门控制旋钮、方向盘控制旋钮、工作指示灯与故障指示灯，指令采集模块具有A/D端口与I/O端口，A/D端口通过电路连接油门控制旋钮和方向盘控制旋钮，I/O端口通过电路连接电源开关、发动机启动开关、发动机停止开关、脱钩解锁开关、脱钩手柄开关、喷水阀手柄开关、工作指示灯与故障指示灯。

本救生艇检验操纵遥控系统中，救生艇前端头设置驾驶台8，驾驶台8上顺次布列有方向盘9、油门手柄10、脱钩手柄11及喷水阀手柄12。将机械操纵装置放置于救生艇的驾驶员位置上，机械操纵装置的集成控制箱1使用直流12V的供电电压，且集成控制箱1直接与救生艇的电瓶电路连接，两者之间通过电源转换隔离电路实现符合标准的供电电压需求。集成控制箱1上的动作操纵组件与救生艇驾驶台8上的各个操控部件对应相连。岸基可以为承载救生艇的母船，遥控装置的主控制器安设于遥控操纵器内，且遥控操纵器由两组7V便携式可充电式高能锂电池供电，并通过电源转换隔离电路实现符合标准的供电电压需求，可以保证系统持续工作12小时以上。

当救生艇降放到海面时，位于母船上的操纵员通过遥控装置发出动作指令的无线数据信号；机械操纵装置的从控制器通过无线射频模块接收到操纵指令，而后通过动作驱动模块操控动作操纵组件进行具体动作执行，同时通过摄像头2记录操纵视频，即时将操纵视频保存入视频监测记录模块；又通过感应信号接收模块的A/D端口采集发动机转速信号、机油压力信号和水温信号，I/O端口采集油门手柄10位置、脱钩手柄11位置、脱钩解锁手柄位置及喷水阀手柄12位置，通过转角位置判断模块的CAPx端口捕获方向盘伺服电机、油门伺服电机及脱钩伺服电机的编码器转角位置信号；将操纵视频与全部感测数据通过无线射频模块发送至母船上的遥控装置，通过显示器进行实时监控显示，并存储在主控制器的数据存储模块中；通过主控制器的数据分析模块对接收到的数据信息进行检验分析，并由操纵员输入下一步动作指令；同步通过数据分析模块可将实时数据信息自动生成检测报告，进一步通过打印机完成现场打印操作；直至完成吊钩的释放、主机的启动、油门的控制、喷水阀的开启、及舵的转动等动作程序，实现检验救生艇上各部分的运行状态。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了集成控制箱1；摄像头2；方向盘操纵机构3；油门操纵机构4；脱钩操纵机构5；喷水阀操纵机构6；接收天线7；驾驶台8；方向盘9；油门手柄10；脱钩手柄11；喷水阀手柄12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.救生艇检验操纵遥控系统,包括用于救生艇上的机械操纵装置，和置于岸基上的遥控装置，所述遥控装置与机械操纵装置之间形成无线数据通信联系，其特征在于，所述机械操纵装置具有集成控制箱，所述集成控制箱中设置状态感知组件、动作操纵组件、摄像头、接收天线及从控制器，其中从控制器电控连接上述状态感知组件、动作操纵组件、摄像头及接收天线，所述遥控装置具有遥控操纵器、显示器、无线收发器及主控制器，其中主控制器电控连接上述遥控操纵器、显示器及无线收发器，所述无线收发器与接收天线之间传送无线信号。

2.根据权利要求1所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述状态感知组件包括发动机转速传感器、机油压力传感器、水温传感器、航舵转角编码传感器、油门位置传感器、脱钩位置传感器、脱钩解锁传感器及喷水阀位置传感器。

3.根据权利要求1所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述动作操纵组件包括方向盘操纵机构、油门操纵机构、脱钩操纵机构、脱钩解锁操纵机构及喷水阀操纵机构。

4.根据权利要求3所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述方向盘操纵机构包括方向盘伺服电机，所述方向盘伺服电机驱动连接操纵杆，所述操纵杆上设置用于连接方向盘的连接臂；所述油门操纵机构包括油门伺服电机，所述油门伺服电机驱动连接操纵杆，所述操纵杆上设置用于连接油门手柄的连接臂；所述脱钩操纵机构包括脱钩伺服电机，所述脱钩伺服电机驱动连接操纵杆，所述操纵杆上设置用于连接脱钩手柄的连接臂；所述脱钩解锁操纵机构包括脱钩解锁电动推杆，所述脱钩解锁电动推杆上设置用于连接脱钩解锁手柄的连接臂；所述喷水阀操纵机构包括喷水阀电动推杆，所述喷水阀电动推杆上设置用于连接喷水阀手柄的连接臂。

5.根据权利要求4所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述集成控制箱内设置集成支架，所述伺服电机与操纵杆均安设于集成支架上。

6.根据权利要求1所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述从控制器具有感应信号接收模块、转角位置判断模块、视频监测记录模块、动作驱动模块、故障诊断模块及无线射频模块。

7.根据权利要求6所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述感应信号接收模块具有A/D端口与I/O端口，所述A/D端口上连接发动机转速传感器、机油压力传感器和水温传感器，所述I/O端口上连接油门位置传感器、脱钩位置传感器、脱钩解锁传感器及喷水阀位置传感器；所述转角位置判断模块具有CAPx端口，所述CAPx端口捕获方向盘伺服电机、油门伺服电机及脱钩伺服电机的编码器转角位置信号；所述动作驱动模块通过PWM信号操控方向盘伺服电机、油门伺服电机、脱钩伺服电机、脱钩解锁电动推杆及喷水阀电动推杆。

8.根据权利要求1所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述主控制器具有数据存储模块、数据分析模块、信息显示模块、指令采集模块、故障诊断模块及无线射频模块。

9.根据权利要求8所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述信息显示模块连接上述显示器；所述遥控操纵器上设置电源开关、发动机启动开关、发动机停止开关、脱钩解锁开关、脱钩手柄开关、喷水阀手柄开关、油门控制旋钮、方向盘控制旋钮、工作指示灯与故障指示灯，所述指令采集模块具有A/D端口与I/O端口，所述A/D端口通过电路连接油门控制旋钮和方向盘控制旋钮，所述I/O端口通过电路连接电源开关、发动机启动开关、发动机停止开关、脱钩解锁开关、脱钩手柄开关、喷水阀手柄开关、工作指示灯与故障指示灯。

10.根据权利要求1所述的救生艇检验操纵遥控系统，其特征在于，所述遥控装置与机械操纵装置之间通过RS232通讯协议进行数据交互联系。