一種基于雙機推進的高速船航行控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)公開了一種基于雙機推進的高速船航行控制系統(tǒng)，其特征是，包括兩臺船用主機、兩臺電控齒輪箱、兩套螺旋槳推進系統(tǒng)、一套電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)、兩套轉(zhuǎn)速控制單元、一套航行控制單元、一套位置航姿測量設(shè)備、一套舵角傳感器。優(yōu)點：本實用新型專利技術(shù)安全性高、工程操作性強、便于實施等優(yōu)點，市場前景廣闊；本實用新型專利技術(shù)既適用于水面靶場、高危水域等場合的船舶自主航行控制需要，也可適用于海面船只的手動駕駛航行需要，可廣泛用于解決船舶的航行控制問題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于雙機推進的高速船航行控制系統(tǒng)
本技術(shù)涉及船舶自動控制
，具體是一種基于雙機推進的高速船航行控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
世界高速船市場是從80年代初、中期開始活躍起來的，澳大利亞、娜威、意大利等歐美國家是建造高速船的先驅(qū)，日本、新加坡緊隨其后，在互相借鑒和競爭中相繼發(fā)展，并在高速船市場各領(lǐng)風騷。近年來，高速船已在世界范圍內(nèi)得到蓬勃發(fā)展，目前世界各地經(jīng)營高速船運營業(yè)務(wù)的客運公司共有150多家，擁有船舶600余艘。其中亞洲地區(qū)就約有200艘，主要集中在香港、日本、韓國、新加坡等國家和地區(qū)的區(qū)域性航線上。世界高速船客運量的67%在歐洲市場，意大利是最早開辟沿海高速客運航線的國家，高速船現(xiàn)已成為它眾多島嶼與大陸之間的主要交通工具。面對中國迅速發(fā)展起來的高速船市場，Austal公司已連續(xù)從中國獲得多艘雙體高速船訂單（皆為40m型或24m型），并經(jīng)香港公司向我國出售13艘高速客船。澳大利亞設(shè)計制造的高速船（尤其是穿浪型高速船）已在世界各地投入營運。近年來，日本船廠也不甘落后，各大船廠竟相開發(fā)各種新型高速客船。盡管世界造船業(yè)并不景氣，但建造高速船的造船廠則持有相當多的訂單，并已形成一些新的高速船設(shè)計和建造的企業(yè)集團。由于高速船屬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，目前尚未步入發(fā)達階段，是高技術(shù)產(chǎn)品，因此，開拓高速船市場成為世界各大造船公司炙手可熱的題材。目前世界各國推出的各類高速船新船型，一般都采用雙體，因為雙體船船寬較寬，這恰恰是客船設(shè)計的關(guān)鍵，一則關(guān)系到乘客的舒適性，二則為艙室布置提供了充裕的隨意性。從近幾年世界高速船建造情況來看，高速雙體船比例一直在40%以上。可以預(yù)見，在未來的新建高速船中，高速雙體船將穩(wěn)居領(lǐng)先地位。高速雙體船一般船體較寬，受制于船體結(jié)構(gòu)方式，主要采用雙機推進，以實現(xiàn)高穩(wěn)定性和高速性的雙重需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于雙機推進的高速船舶航行控制系統(tǒng)，尤其適用于常規(guī)高速雙體船、小水線面雙體船、采用雙機推進的單體船等水面船只，具有安全性高、工程操作性強、便于實施等優(yōu)點，市場前景廣闊。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供一種基于雙機推進的高速船航行控制系統(tǒng)，其特征是，包括兩臺船用主機、兩臺電控齒輪箱、兩套螺旋槳推進系統(tǒng)、一套電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)、兩套轉(zhuǎn)速控制單元、一套航行控制單元、一套位置航姿測量設(shè)備、一套舵角傳感器；所述船用主機通過CAN總線接收轉(zhuǎn)速控制單元的工作狀態(tài)反饋，并下發(fā)控制指令；所述電控齒輪箱通過控制線向轉(zhuǎn)速控制單元反饋開關(guān)量信號狀態(tài)，并接收轉(zhuǎn)速控制單元下發(fā)的正倒車開關(guān)量電控指令信號；所述螺旋槳推進系統(tǒng)通過軸系與齒輪箱機械連接；所述電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)包括液壓泵、電磁換向閥、液壓油箱、組合閥、液壓缸及舵；所述液壓泵通過軸帶由船用主機驅(qū)動，其進油口分別通過液壓油管與液壓油箱相連，其出油口通過液壓油管和三通管與電磁換向閥相連，實現(xiàn)雙動力舵機驅(qū)動；電磁換向閥通過液壓油管與組合閥相連；組合閥通過液壓油管與液壓缸相連；液壓缸與舵物理連接，作為舵的動力來源；所述航行控制單元通過控制線接收舵角傳感器反饋的舵角信號，并通過串口線接收位置姿態(tài)傳感器輸出的GPS位置及船體姿態(tài)信息，通過控制線向電磁換向閥下發(fā)舵開關(guān)量控制信號，控制舵左右轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)船舶的航向控制；航行控制單元還通過控制線纜接收本地或遠程航行指令，實現(xiàn)船舶的手動或遠程駕駛。進一步地，所述液壓泵設(shè)有兩臺，分別通過軸帶由船用主機驅(qū)動；所述組合閥通過四路液壓油管與兩個液壓缸相連。進一步地，所述航行控制單元的航行控制計算機采用ARM控制板。進一步地，所述轉(zhuǎn)速控制單元的轉(zhuǎn)速控制板采用CAN總線控制板。進一步地，所述船用主機的推進主機采用柴油發(fā)動機或電動機，并具備電氣控制接口。進一步地，所述齒輪箱具備開關(guān)量電氣控制接口。進一步地，所述手動或遠程駕駛的手動指令發(fā)生器采用方向盤和油門搖桿，自動指令發(fā)生器采用遠程控制計算機。本技術(shù)所達到的有益效果：本技術(shù)安全性高、工程操作性強、便于實施等優(yōu)點，市場前景廣闊；本技術(shù)既適用于水面靶場、高危水域等場合的船舶自主航行控制需要，也可適用于海面船只的手動駕駛航行需要，可廣泛用于解決船舶的航行控制問題。附圖說明圖1是本技術(shù)之航行控制系統(tǒng)組成框圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本技術(shù)作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本技術(shù)的技術(shù)方案，而不能以此來限制本技術(shù)的保護范圍。本技術(shù)提供一種基于雙機推進的高速船舶航行控制系統(tǒng)，包括2臺船用主機、2臺電控齒輪箱、2套螺旋槳推進系統(tǒng)、1套電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)、2套轉(zhuǎn)速控制單元、1套航行控制單元、1套位置航姿測量設(shè)備、1套舵角傳感器；所述船用主機通過CAN總線接收轉(zhuǎn)速控制單元的工作狀態(tài)反饋，并下發(fā)控制指令；如船用主機可選擇濰柴柴油發(fā)動機WP12C550，也可選擇康明斯柴油發(fā)動機或西門子電動機。所述電控齒輪箱通過控制線向轉(zhuǎn)速控制單元反饋開關(guān)量信號狀態(tài)，并接收轉(zhuǎn)速控制單元下發(fā)的正倒車開關(guān)量電控指令信號；電控齒輪箱可選擇杭齒300型齒輪箱，減速比2.04：1；減速比應(yīng)根據(jù)船用動力系統(tǒng)配置需求確定，可選擇2：1或3：1。所述螺旋槳推進系統(tǒng)通過軸系與齒輪箱物理機械連接；齒輪箱的轉(zhuǎn)動方向決定船舶是正向行駛或倒車。所述電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)由液壓泵、電磁換向閥、液壓油箱、組合閥、液壓缸及舵組成；液壓泵2臺，分別通過軸帶由船用主機驅(qū)動，其進油口分別通過液壓油管與液壓油箱相連，其出油口通過液壓油管和三通與電磁換向閥相連，實現(xiàn)雙動力舵機驅(qū)動；電磁換向閥通過液壓油管與組合閥相連；1個組合閥通過4路液壓油管與2個液壓缸相連；液壓缸與舵物理連接，作為舵的動力來源；所述舵用傳感器通過連動連桿與液壓缸固定連接，實際舵角信息采集。所述航行控制單元通過控制線接收舵角傳感器反饋的舵角信號，并通過串口線接收位置姿態(tài)傳感器輸出的GPS位置及船體姿態(tài)信息，通過控制線向電磁換向閥下發(fā)舵開關(guān)量控制信號，控制舵左右轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)船舶的航向控制；通過控制線纜接收本地或遠程航行指令，實現(xiàn)船舶的手動或遠程駕駛；本實施例中：航行控制計算機為ARM控制板。轉(zhuǎn)速控制單元為CAN總線控制板。船用主機為柴油發(fā)動機，并具備電氣控制接口。控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)由液壓泵、電磁換向閥、液壓油箱、組合閥、液壓缸及舵組成，具備雙主機動力驅(qū)動能力。航速航向手動指令其指令發(fā)生器為方向盤和油門搖桿。航速航跡自動指令其指令發(fā)生器為遠程控制計算機。以上所述僅是本技術(shù)的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本技術(shù)技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本技術(shù)的保護范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于雙機推進的高速船航行控制系統(tǒng)，其特征是，包括兩臺船用主機、兩臺電控齒輪箱、兩套螺旋槳推進系統(tǒng)、一套電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)、兩套轉(zhuǎn)速控制單元、一套航行控制單元、一套位置航姿測量設(shè)備、一套舵角傳感器；所述船用主機通過CAN總線接收轉(zhuǎn)速控制單元的工作狀態(tài)反饋，并下發(fā)控制指令；所述電控齒輪箱通過控制線向轉(zhuǎn)速控制單元反饋開關(guān)量信號狀態(tài)，并接收轉(zhuǎn)速控制單元下發(fā)的正倒車開關(guān)量電控指令信號；所述螺旋槳推進系統(tǒng)通過軸系與齒輪箱機械連接；所述電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)包括液壓泵、電磁換向閥、液壓油箱、組合閥、液壓缸及舵；所述液壓泵通過軸帶由船用主機驅(qū)動，其進油口分別通過液壓油管與液壓油箱相連，其出油口通過液壓油管和三通管與電磁換向閥相連，實現(xiàn)雙動力舵機驅(qū)動；電磁換向閥通過液壓油管與組合閥相連；組合閥通過液壓油管與液壓缸相連；液壓缸與舵物理連接，作為舵的動力來源；所述航行控制單元通過控制線接收舵角傳感器反饋的舵角信號，并通過串口線接收位置姿態(tài)傳感器輸出的GPS位置及船體姿態(tài)信息，通過控制線向電磁換向閥下發(fā)舵開關(guān)量控制信號，控制舵左右轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)船舶的航向控制；航行控制單元還通過控制線纜接收本地或遠程航行指令，實現(xiàn)船舶的手動或遠程駕駛。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于雙機推進的高速船航行控制系統(tǒng)，其特征是，包括兩臺船用主機、兩臺電控齒輪箱、兩套螺旋槳推進系統(tǒng)、一套電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)、兩套轉(zhuǎn)速控制單元、一套航行控制單元、一套位置航姿測量設(shè)備、一套舵角傳感器；所述船用主機通過CAN總線接收轉(zhuǎn)速控制單元的工作狀態(tài)反饋，并下發(fā)控制指令；所述電控齒輪箱通過控制線向轉(zhuǎn)速控制單元反饋開關(guān)量信號狀態(tài)，并接收轉(zhuǎn)速控制單元下發(fā)的正倒車開關(guān)量電控指令信號；所述螺旋槳推進系統(tǒng)通過軸系與齒輪箱機械連接；所述電控液壓舵機驅(qū)動系統(tǒng)包括液壓泵、電磁換向閥、液壓油箱、組合閥、液壓缸及舵；所述液壓泵通過軸帶由船用主機驅(qū)動，其進油口分別通過液壓油管與液壓油箱相連，其出油口通過液壓油管和三通管與電磁換向閥相連，實現(xiàn)雙動力舵機驅(qū)動；電磁換向閥通過液壓油管與組合閥相連；組合閥通過液壓油管與液壓缸相連；液壓缸與舵物理連接，作為舵的動力來源；所述航行控制單元通過控制線接收舵角傳感器反饋的舵角信號，并通過串口線接收位置姿態(tài)傳感器輸出的GPS位置及船體姿態(tài)信息，通過控制線向電磁換向閥下發(fā)舵開關(guān)量控制信號，控制...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于瑞亭，陳少恒，孫宏，
申請(專利權(quán))人：南京長峰航天電子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32