CN206231604U - 一种基于双机推进的高速船航行控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，包括两台船用主机、两台电控齿轮箱、两套螺旋桨推进系统、一套电控液压舵机驱动系统、两套转速控制单元、一套航行控制单元、一套位置航姿测量设备、一套舵角传感器。优点：本实用新型安全性高、工程操作性强、便于实施等优点，市场前景广阔；本实用新型既适用于水面靶场、高危水域等场合的船舶自主航行控制需要，也可适用于海面船只的手动驾驶航行需要，可广泛用于解决船舶的航行控制问题。

Description

一种基于双机推进的高速船航行控制系统

技术领域

本实用新型涉及船舶自动控制技术领域，具体是一种基于双机推进的高速船航行控制系统。

背景技术

世界高速船市场是从80年代初、中期开始活跃起来的，澳大利亚、娜威、意大利等欧美国家是建造高速船的先驱，日本、新加坡紧随其后，在互相借鉴和竞争中相继发展，并在高速船市场各领风骚。

近年来，高速船已在世界范围内得到蓬勃发展，目前世界各地经营高速船运营业务的客运公司共有150多家，拥有船舶600余艘。其中亚洲地区就约有200艘，主要集中在香港、日本、韩国、新加坡等国家和地区的区域性航线上。世界高速船客运量的67%在欧洲市场，意大利是最早开辟沿海高速客运航线的国家，高速船现已成为它众多岛屿与大陆之间的主要交通工具。

面对中国迅速发展起来的高速船市场，Austal公司已连续从中国获得多艘双体高速船订单（皆为40m型或24m型），并经香港公司向我国出售13艘高速客船。澳大利亚设计制造的高速船（尤其是穿浪型高速船）已在世界各地投入营运。

近年来，日本船厂也不甘落后，各大船厂竟相开发各种新型高速客船。尽管世界造船业并不景气，但建造高速船的造船厂则持有相当多的订单，并已形成一些新的高速船设计和建造的企业集团。

由于高速船属高新技术产业，目前尚未步入发达阶段，是高技术产品，因此，开拓高速船市场成为世界各大造船公司炙手可热的题材。目前世界各国推出的各类高速船新船型，一般都采用双体，因为双体船船宽较宽，这恰恰是客船设计的关键，一则关系到乘客的舒适性，二则为舱室布置提供了充裕的随意性。从近几年世界高速船建造情况来看，高速双体船比例一直在40%以上。可以预见，在未来的新建高速船中，高速双体船将稳居领先地位。

高速双体船一般船体较宽，受制于船体结构方式，主要采用双机推进，以实现高稳定性和高速性的双重需求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于双机推进的高速船舶航行控制系统，尤其适用于常规高速双体船、小水线面双体船、采用双机推进的单体船等水面船只，具有安全性高、工程操作性强、便于实施等优点，市场前景广阔。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，包括两台船用主机、两台电控齿轮箱、两套螺旋桨推进系统、一套电控液压舵机驱动系统、两套转速控制单元、一套航行控制单元、一套位置航姿测量设备、一套舵角传感器；

所述船用主机通过CAN总线接收转速控制单元的工作状态反馈，并下发控制指令；

所述电控齿轮箱通过控制线向转速控制单元反馈开关量信号状态，并接收转速控制单元下发的正倒车开关量电控指令信号；

所述螺旋桨推进系统通过轴系与齿轮箱机械连接；

所述电控液压舵机驱动系统包括液压泵、电磁换向阀、液压油箱、组合阀、液压缸及舵；所述液压泵通过轴带由船用主机驱动，其进油口分别通过液压油管与液压油箱相连，其出油口通过液压油管和三通管与电磁换向阀相连，实现双动力舵机驱动；电磁换向阀通过液压油管与组合阀相连；组合阀通过液压油管与液压缸相连；液压缸与舵物理连接，作为舵的动力来源；

所述航行控制单元通过控制线接收舵角传感器反馈的舵角信号，并通过串口线接收位置姿态传感器输出的GPS位置及船体姿态信息，通过控制线向电磁换向阀下发舵开关量控制信号，控制舵左右转动，实现船舶的航向控制；航行控制单元还通过控制线缆接收本地或远程航行指令，实现船舶的手动或远程驾驶。

进一步地，所述液压泵设有两台，分别通过轴带由船用主机驱动；所述组合阀通过四路液压油管与两个液压缸相连。

进一步地，所述航行控制单元的航行控制计算机采用ARM控制板。

进一步地，所述转速控制单元的转速控制板采用CAN总线控制板。

进一步地，所述船用主机的推进主机采用柴油发动机或电动机，并具备电气控制接口。

进一步地，所述齿轮箱具备开关量电气控制接口。

进一步地，所述手动或远程驾驶的手动指令发生器采用方向盘和油门摇杆，自动指令发生器采用远程控制计算机。

本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型安全性高、工程操作性强、便于实施等优点，市场前景广阔；本实用新型既适用于水面靶场、高危水域等场合的船舶自主航行控制需要，也可适用于海面船只的手动驾驶航行需要，可广泛用于解决船舶的航行控制问题。

附图说明

图1是本实用新型之航行控制系统组成框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提供一种基于双机推进的高速船舶航行控制系统，包括2台船用主机、2台电控齿轮箱、2套螺旋桨推进系统、1套电控液压舵机驱动系统、2套转速控制单元、1套航行控制单元、1套位置航姿测量设备、1套舵角传感器；

所述船用主机通过CAN总线接收转速控制单元的工作状态反馈，并下发控制指令；如船用主机可选择潍柴柴油发动机WP12C550，也可选择康明斯柴油发动机或西门子电动机。

所述电控齿轮箱通过控制线向转速控制单元反馈开关量信号状态，并接收转速控制单元下发的正倒车开关量电控指令信号；电控齿轮箱可选择杭齿300型齿轮箱，减速比2.04：1；减速比应根据船用动力系统配置需求确定，可选择2：1或3：1。

所述螺旋桨推进系统通过轴系与齿轮箱物理机械连接；齿轮箱的转动方向决定船舶是正向行驶或倒车。

所述电控液压舵机驱动系统由液压泵、电磁换向阀、液压油箱、组合阀、液压缸及舵组成；液压泵2台，分别通过轴带由船用主机驱动，其进油口分别通过液压油管与液压油箱相连，其出油口通过液压油管和三通与电磁换向阀相连，实现双动力舵机驱动；电磁换向阀通过液压油管与组合阀相连；1个组合阀通过4路液压油管与2个液压缸相连；液压缸与舵物理连接，作为舵的动力来源；

所述舵用传感器通过连动连杆与液压缸固定连接，实际舵角信息采集。

所述航行控制单元通过控制线接收舵角传感器反馈的舵角信号，并通过串口线接收位置姿态传感器输出的GPS位置及船体姿态信息，通过控制线向电磁换向阀下发舵开关量控制信号，控制舵左右转动，实现船舶的航向控制；通过控制线缆接收本地或远程航行指令，实现船舶的手动或远程驾驶；

本实施例中：

航行控制计算机为ARM控制板。

转速控制单元为CAN总线控制板。

船用主机为柴油发动机，并具备电气控制接口。

控液压舵机驱动系统由液压泵、电磁换向阀、液压油箱、组合阀、液压缸及舵组成，具备双主机动力驱动能力。

航速航向手动指令其指令发生器为方向盘和油门摇杆。

航速航迹自动指令其指令发生器为远程控制计算机。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，包括两台船用主机、两台电控齿轮箱、两套螺旋桨推进系统、一套电控液压舵机驱动系统、两套转速控制单元、一套航行控制单元、一套位置航姿测量设备、一套舵角传感器；

所述船用主机通过CAN总线接收转速控制单元的工作状态反馈，并下发控制指令；

所述电控齿轮箱通过控制线向转速控制单元反馈开关量信号状态，并接收转速控制单元下发的正倒车开关量电控指令信号；

所述螺旋桨推进系统通过轴系与齿轮箱机械连接；

所述电控液压舵机驱动系统包括液压泵、电磁换向阀、液压油箱、组合阀、液压缸及舵；所述液压泵通过轴带由船用主机驱动，其进油口分别通过液压油管与液压油箱相连，其出油口通过液压油管和三通管与电磁换向阀相连，实现双动力舵机驱动；电磁换向阀通过液压油管与组合阀相连；组合阀通过液压油管与液压缸相连；液压缸与舵物理连接，作为舵的动力来源；

所述航行控制单元通过控制线接收舵角传感器反馈的舵角信号，并通过串口线接收位置姿态传感器输出的GPS位置及船体姿态信息，通过控制线向电磁换向阀下发舵开关量控制信号，控制舵左右转动，实现船舶的航向控制；航行控制单元还通过控制线缆接收本地或远程航行指令，实现船舶的手动或远程驾驶。

2.根据权利要求1所述的一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，所述液压泵设有两台，分别通过轴带由船用主机驱动；所述组合阀通过四路液压油管与两个液压缸相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，所述航行控制单元的航行控制计算机采用ARM控制板。

4.根据权利要求1所述的一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，所述转速控制单元的转速控制板采用CAN总线控制板。

5.根据权利要求1所述的一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，所述船用主机的推进主机采用柴油发动机或电动机，并具备电气控制接口。

6.根据权利要求1所述的一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，所述齿轮箱具备开关量电气控制接口。

7.根据权利要求1所述的一种基于双机推进的高速船航行控制系统，其特征是，所述手动或远程驾驶的手动指令发生器采用方向盘和油门摇杆，自动指令发生器采用远程控制计算机。