無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種適用于無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，包括穩(wěn)定平臺、電源和控制器，穩(wěn)定平臺包括固定在甲板上的X軸底座，X軸底座上固定有X軸電機，X軸電機的輸出軸為X短軸，X短軸上固定有Y軸底座，Y軸底座上固定有Y軸電機，Y軸電機的輸出軸為Y短軸，Y短軸上固定有載物臺，載物臺上設有微型陀螺儀，X短軸與Y短軸相互垂直，控制器分別與X軸電機、Y軸電機和微型陀螺儀連接，電源為整個系統(tǒng)提供電能。該系統(tǒng)能有效可靠的檢測穩(wěn)定平臺的姿態(tài)信號，并完成姿態(tài)矯正，穩(wěn)定效果好。
【專利說明】
無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種適用于無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著無人船艇的推廣應用，其攜帶的精密儀器設備越來越多，許多設備只有在平穩(wěn)狀態(tài)下才能有效發(fā)揮功能，無法適應無人船艇高速行駛中產(chǎn)生的顛簸和晃動。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效可靠的檢測穩(wěn)定平臺的姿態(tài)信號，并完成姿態(tài)矯正，穩(wěn)定效果好。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]—種無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，包括穩(wěn)定平臺、電源和控制器，穩(wěn)定平臺包括固定在甲板上的X軸底座，X軸底座上固定有X軸電機，X軸電機的輸出軸為X短軸，X短軸上固定有Y軸底座，Y軸底座上固定有Y軸電機，Y軸電機的輸出軸為Y短軸，Y短軸上固定有載物臺，載物臺上設有微型陀螺儀，X短軸與Y短軸相互垂直，控制器分別與X軸電機、Y軸電機和微型陀螺儀連接，電源為整個系統(tǒng)提供電能。
[0006]進一步地，載物臺上固定有攝像頭固定盒，微型陀螺儀固定在攝像頭固定盒頂部，攝像頭固定盒內(nèi)設有攝像頭。
[0007]進一步地，載物臺包括載物板以及設在載物板兩端且豎直的支撐板，其中，一端的支撐板與Y短軸連接固定，另一端的支撐板可旋轉的設在Y軸底座上。
[0008]進一步地，X軸電機和Y軸電機上均設有編碼器、制動器和減速器，控制器通過驅動器分別與X軸電機和Y軸電機連接。
[0009]進一步地，X軸電機和Y軸電機分別通過信號航插接頭與驅動器連接，驅動器通過信號線與控制器相連，X軸電機和Y軸電機分別通過電源航插接頭與電源連接。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]微型陀螺儀是一種角運動傳感裝置，能夠直接監(jiān)測載物臺的姿態(tài)信息并反饋給控制器，克服了對船體穩(wěn)控中心的數(shù)據(jù)依賴，保證了監(jiān)測信號有效性和可靠性，(可編程)控制器通過控制X軸(直流)電機和Y軸(直流)電機完成姿態(tài)矯正，滿足載物臺對橫滾和縱搖狀態(tài)下的穩(wěn)定需求，達到了穩(wěn)定的效果;該系統(tǒng)為兩軸(X軸和Y軸)穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，預留了 Z軸接口，較易于拓展為三軸穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，還可以應用在車載系統(tǒng)和有人船艇系統(tǒng)中；一般(可編程)控制器都具備數(shù)據(jù)存儲、錄波回放功能，能記錄穩(wěn)定平臺作業(yè)過程各項數(shù)據(jù)，便于系統(tǒng)性能分析與研究。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。
[0013]圖2是本實用新型實施例中X軸(直流)電機或Y軸(直流)電機的結構示意圖。
[0014]圖3是本實用新型實施例中(可編程)控制器的控制方法流程圖。
[0015]圖中:1-(可編程)控制器;2-X軸(直流)電機;3-X軸底座;4-X短軸;5-Y軸(直流)電機;6-Y軸底座;7-Y短軸;8-載物臺；9-攝像頭固定盒；10-微型陀螺儀；11_(直流)電源；12-驅動器;13-編碼器;14-制動器;15-減速器。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0017]如圖1所示，一種無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，包括穩(wěn)定平臺、(直流)電源11和(可編程)控制器I，穩(wěn)定平臺包括固定在甲板上的X軸底座3，X軸底座3上固定有X軸(直流)電機2，X軸(直流)電機2的輸出軸為X短軸4，X短軸4上固定有Y軸底座6，Y軸底座6上固定有Y軸(直流)電機5，Y軸(直流)電機5的輸出軸為Y短軸7，Y短軸7上固定有載物臺8，載物臺8上設有微型陀螺儀10，Χ短軸4與Y短軸7相互垂直，(可編程)控制器I分別與X軸(直流)電機2、Υ軸(直流)電機5和微型陀螺儀10連接，(直流)電源11為整個系統(tǒng)提供電能。
[0018]微型陀螺儀10是一種角運動傳感裝置，能夠直接監(jiān)測載物臺8的姿態(tài)信息并反饋給(可編程)控制器I，克服了對船體穩(wěn)控中心的數(shù)據(jù)依賴，保證了監(jiān)測信號有效性和可靠性，(可編程)控制器I通過控制X軸(直流)電機2和Y軸(直流)電機5完成姿態(tài)矯正，滿足載物臺8對橫滾和縱搖狀態(tài)下的穩(wěn)定需求，達到了穩(wěn)定的效果;該系統(tǒng)為兩軸(X軸和Y軸)穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，預留了Z軸接口，較易于拓展為三軸穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，不僅可以應用在無人船艇中，還可以應用在車載系統(tǒng)和有人船艇中；一般(可編程)控制器I都具備數(shù)據(jù)存儲、錄波回放功能，能記錄穩(wěn)定平臺作業(yè)過程各項數(shù)據(jù)，便于系統(tǒng)性能分析與研究。
[0019]如圖1所示，在本實施例中，載物臺8上固定有攝像頭固定盒9，微型陀螺儀1固定在攝像頭固定盒9頂部，攝像頭固定盒9內(nèi)設有攝像頭。攝像頭設在載物臺8上，保證了工作的平穩(wěn)性。
[0020]如圖1所示，在本實施例中，載物臺8包括載物板以及設在載物板兩端且豎直的支撐板，其中，一端的支撐板與Y短軸7連接固定，另一端的支撐板可旋轉的設在Y軸底座6上。Y短軸7通過支撐板帶動載物板轉動。
[0021]X軸(直流)電機2和Y軸(直流)電機5上均設有編碼器13、制動器14和減速器15，(可編程)控制器I通過驅動器12分別與X軸(直流)電機2和Y軸(直流)電機5連接。
[0022]如圖2所示，在本實施例中，同時采用編碼器13和微型陀螺儀10監(jiān)測驅動電機(2和5)和載物臺8運行狀態(tài)，保證了監(jiān)測角度分辨率，克服穩(wěn)定平臺在驅動電機(2和5)轉速較低時的監(jiān)測難點。
[0023]在本實施例中，X軸(直流)電機2和Y軸(直流)電機5分別通過信號航插接頭與驅動器12連接，驅動器12通過信號線與(可編程)控制器I相連，X軸(直流)電機2和Y軸(直流)電機5分別通過電源航插接頭與(直流)電源11連接。采用航插接頭，安全系數(shù)高。
[0024]本實施例中，(可編程)控制器I能根據(jù)不同重量的負載自適應調(diào)整平臺算法參數(shù)，以保證穩(wěn)定平臺具備最優(yōu)響應能力，(可編程)控制器I的控制步驟是:
[0025]1)(可編程)控制器I根據(jù)負載重量自適應調(diào)節(jié)控制器中自動閉環(huán)控制算法的參數(shù)。
[0026]2)設置X軸目標角度值(默認為0)，設置Y軸目標角度值(默認為O)。
[0027]3)微型陀螺儀10監(jiān)測載物臺8的姿態(tài)信息，把載物臺8的角度和角速度實時傳送給(可編程)控制器I，包括X軸方向的角度實測值和X軸方向的角速度實測值，Y軸方向的角度實測值和Y軸方向的角速度實測值。
[0028]4)對比X軸方向的角度實測值與目標值間誤差，對比Y軸方向的角度實測值與目標值間誤差，當誤差大于允許閾值時，進入下一步，否則繼續(xù)監(jiān)測載物臺8的姿態(tài)信息。
[0029]5)(可編程)控制器I根據(jù)X軸角度目標值和X軸方向角度實測值計算得到X軸方向角速度目標值，然后根據(jù)X軸方向角速度實測值給定X軸驅動器12電流信號目標值；(可編程)控制器I根據(jù)Y軸角度目標值和Y軸方向角度實測值計算得到Y軸方向角速度目標值，然后根據(jù)Y軸方向的角速度實測值給定Y軸驅動器12電流信號目標值。
[0030]6)X軸編碼器13監(jiān)測X軸(直流)電機2運行狀態(tài)，并反饋給X軸驅動器12，得到X軸電流信號實測值;Y軸編碼器13監(jiān)測Y軸(直流)電機5運行狀態(tài)，并反饋給Y軸驅動器12。
[0031]7)X軸驅動器12根據(jù)X軸電流信號實測值及控制器給定的X軸電流目標值，得到X軸(直流)電機2控制信號，實現(xiàn)對X軸(直流)電機2運行調(diào)整;Y軸驅動器12根據(jù)Y軸電流信號實測值及控制器給定的Y軸電流目標值，得到Y軸(直流)電機5控制信號，實現(xiàn)對Y軸(直流)電機5運行調(diào)整。
[0032]8)在X軸(直流)電機2和Y軸(直流)電機5共同運行調(diào)整作用下，實現(xiàn)載物臺8逐步平穩(wěn)自保持功能。
[0033]9)轉入第(3 )步，繼續(xù)調(diào)整，直到調(diào)整結束關機。
[0034]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，其特征在于:包括穩(wěn)定平臺、電源和控制器，穩(wěn)定平臺包括固定在甲板上的X軸底座，X軸底座上固定有X軸電機，X軸電機的輸出軸為X短軸，X短軸上固定有Y軸底座，Y軸底座上固定有Y軸電機，Y軸電機的輸出軸為Y短軸，Y短軸上固定有載物臺，載物臺上設有微型陀螺儀，X短軸與Y短軸相互垂直，控制器分別與X軸電機、Y軸電機和微型陀螺儀連接，電源為整個系統(tǒng)提供電能。2.如權利要求1所述的無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，其特征在于:載物臺上固定有攝像頭固定盒，微型陀螺儀固定在攝像頭固定盒頂部，攝像頭固定盒內(nèi)設有攝像頭。3.如權利要求1所述的無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，其特征在于:載物臺包括載物板以及設在載物板兩端且豎直的支撐板，其中，一端的支撐板與Y短軸連接固定，另一端的支撐板可旋轉的設在Y軸底座上。4.如權利要求1所述的無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，其特征在于:X軸電機和Y軸電機上均設有編碼器、制動器和減速器，控制器通過驅動器分別與X軸電機和Y軸電機連接。5.如權利要求4所述的無人船艇的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)，其特征在于:X軸電機和Y軸電機分別通過信號航插接頭與驅動器連接，驅動器通過信號線與控制器相連，X軸電機和Y軸電機分別通過電源航插接頭與電源連接。
【文檔編號】B63B49/00GK205615685SQ201620429798
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】劉飛, 張保平, 李剛, 池曉陽, 楊詠林
【申請人】四方繼保（武漢）軟件有限公司