[发明专利]一种湖库作业船对偶变向侧桨在线自动控制装置

权利要求书

1.一种湖库作业船对偶变向侧桨在线自动控制装置，其特征在于，所述作业船主要包括船体(1)、侧桨(2)、推进器(3)、转向机构(4)和监控系统；所述侧桨(2)对偶安装在作业船的左右两侧船身上，构成一对对偶侧桨，提供改变作业船运动方向的动力；所述的推进器(3)安装在作业船尾处，提供作业船前进方向上的动力；所述的转向机构(4)用于改变推进器(3)和侧桨(2)的推进方向；所述的监控系统提供作业船的运动控制及状态监测，包括船上控制系统(5)和岸上监控系统(6)；

所述的船上控制系统(5)由控制单元(5-1)、动力驱动单元(5-2)、导航单元(5-3)、避障单元(5-4)、风浪监测单元(5-5)、手持操作器(5-6)、船上无线通信单元(5-7)、电源管理单元(5-8)和控制盒(5-9)构成；所述的控制单元(5-1)为船上控制系统(5)的核心，与其他单元相连接，用于监测作业船运行时的各信息并发送相应控制命令；所述的动力驱动单元(5-2)用于驱动对偶侧桨(2)和推进器(3)的运行；所述的导航单元(5-3)用于提供作业船的实时定位导航信息；所述的避障单元(5-4)包括超声波传感器模块(5-4-1)和摄像模块(5-4-2)，用于监测作业船运行时的障碍物并反馈运行时的视频信息；所述的风浪监测单元(5-5)包括风速风向监测模块(5-5-1)和水流监测模块(5-5-2)，用于获取水面风浪信息；所述的手持操作器(5-6)通过手动方式控制作业船运动；所述的船上无线通信单元(5-7)用于向岸上监控系统(6)传输信息；所述的电源管理单元(5-8)为推进器(3)、对偶侧桨(2)和船上控制系统(5)的各单元供电；所述的控制盒(5-9)装载控制单元(5-1)和动力驱动单元(5-2)，起保护作用；

所述的岸上监控系统(6)由手持遥控器(6-1)、计算机终端(6-2)和岸上无线通信单元(6-3)构成；所述的手持遥控器(6-1)具有无线遥控的功能，以手动控制方式操作作业船运动，包括前进、后退或转向；所述的计算机终端(6-2)用于监控作业船的运行状态；所述的岸上无线通信单元(6-3)用于与船上无线通信单元(5-7)建立通信，实现船上控制系统(5)和岸上监控系统(6)之间的信息传输。

2.根据权利要求1所述的一种湖库作业船对偶变向侧桨在线自动控制装置，其特征在于，当以左侧桨(2-1)转向调节时，所述作业船的转向机构(4)从上到下包括转向密封箱(4-1)、水密接头(4-2)、步进电机(4-3)、蜗轮蜗杆箱(4-4)、第一连接杆(4-5)、连接器(4-6)、第二连接杆(4-7)；其中步进电机(4-3)和蜗轮蜗杆箱(4-4)的底座固定在转向密封箱(4-1)中，转向密封箱(4-1)的底座固定在作业船上；步进电机(4-3)的转动轴通过联轴器和蜗轮蜗杆箱(4-4)中的蜗杆轴连接，蜗轮蜗杆箱(4-4)通过步进电机带动蜗杆转动，进而带动蜗轮转动，通过步进电机(4-3)的转动角度控制蜗轮的转动角度；同时，蜗轮蜗杆箱(4-4)具有自锁功能，只能通过蜗杆的转动带动蜗轮，而不能反向传动，保证转向机构的稳定性与安全性；蜗轮中间孔连接上第一连接杆(4-5)的一端、第一连接杆(4-5)另一端与连接器(4-6)连接，连接器(4-6)是机械密封件，连接器(4-6)另一端连接第二连接杆(4-7)，第二连接杆(4-7)与左侧桨(2-1)进行固定连接；连接器(4-6)安装在作业船的底部，贯通船体，通过采用连接器(4-6)，一方面保证第一连接杆(4-5)的转动带动第二连接杆(4-7)的转动，调节左侧桨(2-1)的转动角度，另一方面连接器(4-6)能够起到密封防水作用；此外，左侧桨(2-1)的电机控制线和步进电机(4-3)的控制线从转向密封箱(4-1)上部的水密接头(4-2)处伸出，连接至控制系统中，由控制系统控制左侧桨(2-1)的转速和转向；所述的转向机构同样适用于右侧桨(2-2)和推进器(3)的转向控制。

3.根据权利要求1或2所述的一种湖库作业船对偶变向侧桨在线自动控制装置，其特征在于，所述的导航单元主要包括GPS定位模块和电子罗盘模块，所述的GPS定位模块用于提供作业船的实时定位信息，所述的电子罗盘模块用于提供作业船的实时航向信息。