一种ROV水下远程遥控上断电系统及方法与流程

一种rov水下远程遥控上断电系统及方法
技术领域
1.本发明涉及一种rov水下远程遥控上断电系统及方法，属于rov远程遥控技术领域。


背景技术：

2.rov，即遥控无人潜水器(remote operated vehicle)是用于水下观察、检查和施工的水下机器人，无人水下航行器的一种，功能多种多样，不同类型的rov用于执行不同的任务，被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水利、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。rov分为观察级和作业级，观察级rov的核心部件是水下推进器和水下摄像系统，有时辅以导航、深度传感器等常规传感器。本体尺寸和重量较小，负荷较低，成本较低。作业级rov用于水下打捞、水下施工等应用，尺寸较大，带有水下机械手、液压切割器等作业工具，造价高。
3.本发明装置用于需要将rov(遥控水下无人潜航器)通过无人平台布放和控制的场合，主要解决rov上电和断电无人化操控的难题。现有的rov上电和断电主要在布放前和回收后由人工操作机械开关完成，其主要存在两个缺陷：第一，人工上电和断电存在应用场合的局限性，人必须直接抵近参与rov的上电和断电，对于从无人平台上布放和回收的场合，人工无法直接抵近参与。第二，部分rov携带有战斗部，人工直接抵近操控其上电和断电存在巨大的安全隐患。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出一种rov水下远程遥控上断电系统及方法，能有效解决rov上电和断电无人操控的问题。
5.实现本发明的技术方案如下：
6.一种rov水下远程遥控上断电系统，包括：电磁开关装置和rov上/断电电路；其中，所述rov上/断电电路包括电池、机械开关、第一限流电阻、第二限流电阻、磁开关、磁保持继电器、直流电源模块、仪器继电器、仪器电软启继电器及微机控制器；所述电池与直流电源模块之间串联机械开关、限流电阻及磁开关，所述磁保持继电器并联于在限流电阻和磁开关两端；所述电磁与微机控制器之间串联限流电阻和仪器电软启继电器，所述仪器继电器并联在限流电阻两端；所述仪器电软启继电器由所述直流电源模块输出控制其通断电；所述微机控制器控制磁保持继电器和所述仪器继电器的通断电；
7.所述电磁开关装置设置于无人平台上，所述rov上/断电电路设置于rov上；且当所述rov搭载于无人平台上时，所述电磁开关装置贴近所述磁开关。
8.进一步地，所述磁开关紧贴rov内壁固定，电磁开关装置与磁开关的上端面存在设定垂直距离,电磁开关与磁开关的水平中心不重合，其外缘在磁开关中心的正上方。
9.进一步地，所述电磁开关装置的下断面与磁开关的上端面存在设定垂直距离为16-26mm。
10.进一步地，所述rov上/断电电路中的微机控制器与无人平台之间通过光纤连接，接收无人平台发送的控制信号。
11.一种rov水下远程遥控上断电方法，包括如下具体过程：
12.(1)将rov搭载在无人平台上，并手动接通机械开关；
13.(2)rov随无人平台入水并被无人平台携带至预定工作水域；
14.(3)无人平台控制电磁开关装置上电，电磁开关装置产生磁场导致磁开关闭合；
15.(4)电池的直流电作为直流电源模块的输入，直流电源模块的输出驱动仪器电软启继电器闭合，从而电池直流电输送给微机控制器；
16.(5)微机控制器上电启动完成，微机控制器控制仪器继电器线圈上电短接掉第二限流电阻，微机控制器控制磁保持继电器接通线圈上电短接掉第一限流电阻和磁开关；
17.(6)达到设定时间后再使接通线圈断电，微机控制器发送给无人平台通断电信息，无人平台收到微机控制器的信息后控制电磁开关装置断电，上电流程完成；
18.(7)无人平台将断电指令发给微机控制器，微机控制器控制磁保持继电器的断开线圈上电使其触点断开，使得直流电源模块的输入通路断开，仪器电软启继电器断开，微机控制器断电，断电流程完成。
19.进一步地，所述微机控制器发送给无人平台通断电信息，通信方式是通过rov上/断电电路与无人平台之间的光纤通信。
20.有益效果：
21.第一，一种rov水下远程遥控上断电系统，包括：电磁开关装置和rov上/断电电路，无人平台搭载rov到达指定水域后，整个系统可以通过电磁开关装置和rov上/断电电路实现无人化操控rov的上电和断电，便捷性高，而且有的rov上面携带战斗部件，无人化的操控也能提高安全性。
22.第二，rov上/断电电路其中第一限流电阻和第二限流电阻的接入可以防止接通瞬间流经磁开关与仪器电软启继电器的电流过大导致其损坏，rov上电过程中在完成仪器电软启继电器的导通后，又对第二限流电阻进行短接，减少了在第二限流电阻上的功率消耗，保证了系统有更长的续航时间。
23.第三，rov上/断电电路加入磁保持继电器是因为磁保持继电器有两组线圈，分别为接通线圈和断开线圈，接通线圈上电后，触点闭合，之后接通线圈断电，触点仍保持闭合，断开线圈上电后，触点断开，之后断开线圈断电，触点仍保持断开，接通线圈和断开线圈不同时上电，此处选用磁保持继电器而不是普通的继电器，是因为rov在工作过程中，可能出现瞬间过流等异常而导致电池保护重启的情况，此时电池重启后，触点仍保持闭合状态，rov上电通路仍在，可正常运行。而选用普通继电器，则因磁开关(此时rov已从无人平台上布放，无法通过电磁开关装置控制磁开关接通)和普通继电器均会因为电池重启出现的断电处于断开状态而导致系统无法正常运行。
24.第四，系统的电磁开关与磁开关的水平中心不重合，其外缘在磁开关中心的正上方，因为电磁开关的外缘磁场相比其他位置更强，对磁开关提供更稳定的控制同时也可以在与磁开关的垂直距离上留有更多调整余量。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
26.图1为rov水下远程操控上断电装置原理图；
27.图2为电磁开关装置与磁开关装配示意图；
28.图3为rov上电工作流程图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
30.一种rov水下远程遥控上断电系统，如附图1所示，包括电磁开关装置和rov上/断电电路。本技术实施例中，在实施过程中还用到远程操控终端与无人平台，其中，远程操控终端，用于下发rov上电和断电指令；无人平台，用于搭载rov并通过光纤转发rov上电和断电指令控制电磁开关装置执行rov上/断电电路的开关。
31.其中，上述rov上/断电电路包括电池、机械开关、第一限流电阻、第二限流电阻、磁开关、磁保持继电器、直流电源模块、仪器继电器、仪器电软启继电器及微机控制器；
32.所述电池与直流电源模块之间串联机械开关、限流电阻及磁开关，所述磁保持继电器并联于在限流电阻和磁开关两端；所述电磁与微机控制器之间串联限流电阻和仪器电软启继电器，所述仪器继电器并联在限流电阻两端；所述仪器电软启继电器由所述直流电源模块输出控制其通断电；所述微机控制器控制磁保持继电器和所述仪器继电器的通断电；所述rov上/断电电路中的微机控制器与无人平台之间通过光纤连接，接收无人平台发送的控制信号。
33.所述电磁开关装置设置于无人平台上，所述rov上/断电电路设置于rov上；且当所述rov搭载于无人平台上时，所述电磁开关装置贴近所述磁开关。磁保持继电器和仪器继电器的线圈均由微机控制器控制通断电，仪器电软启继电器线圈由直流电源模块输出控制其通断电，磁开关的接通和关断由电磁开关装置控制。
34.如附图2所示，无人平台搭载rov时电磁开关装置贴近磁开关布置，磁开关紧贴rov内壁固定，电磁开关装置的下断面与磁开关的上端面垂直距离为16-26mm,电磁开关与磁开关的水平中心不重合，如附图2中轴向图所示，电磁开关装置的外缘磁场较强，故其外缘在磁开关中心的正上方。
35.磁保持继电器的作用：磁保持继电器有两组线圈，分别为接通线圈和断开线圈，接通线圈上电后，触点闭合，之后接通线圈断电，触点仍保持闭合，断开线圈上电后，触点断开，之后断开线圈断电，触点仍保持断开，接通线圈和断开线圈不同时上电。此处选用磁保持继电器而不是普通的继电器，是因为rov在工作过程中，存在瞬间过流等异常而导致电池保护重启的情况，此时电池重启后，rov上电通路仍在，可正常重新启动。而选用普通继电器，则因磁开关(此时rov已从无人平台上布放，无法通过电磁开关装置控制磁开关接通)和普通继电器均处于断开状态而无法重新启动。
36.如附图3所示，一种rov水下远程遥控上断电方法，rov的上电工作流程为：
37.(1)将rov搭载在无人平台上，并手动接通机械开关；
38.(2)rov随无人平台入水并被无人平台携带至预定工作水域，远程操控终端下发rov上电指令；
39.(3)无人平台通过无线的方式接收到该指令后控制电磁开关装置上电，电磁开关装置产生的磁场导致rov的磁开关闭合；
40.(4)电池的直流电经机械开关、限流电阻1和磁开关后作为直流电源模块的输入，直流电源模块的输出驱动仪器电软启继电器闭合，从而使得电池直流电经限流电阻2和仪器电软启继电器常开触点输送给微机控制器；
41.(5)微机控制器上电启动完成，微机控制器控制仪器继电器线圈上电使其常开触点闭合从而短接掉限流电阻2，微机控制器控制磁保持继电器接通线圈上电使其触点闭合从而短接掉限流电阻1和磁开关；
42.(6)设定时间后再使接通线圈断电，微机控制器与无人平台之间通过光纤建立通信，无人平台收到微机控制器的信息后控制电磁开关装置断电，至此，rov上电流程完成。
43.rov的断电工作流程为：远程操控终端下发rov断电指令，无人平台通过无线的方式接收到该指令后通过光纤再将该指令转发给rov的微机控制器，微机控制器控制磁保持继电器的断开线圈上电使其触点断开，从而使得直流电源模块的输入通路断开，进而仪器电软启继电器断开，微机控制器断电，至此，rov断电流程完成。
44.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种rov水下远程遥控上断电系统，其特征在于，包括：电磁开关装置和rov上/断电电路；其中，所述rov上/断电电路包括电池、机械开关、第一限流电阻、第二限流电阻、磁开关、磁保持继电器、直流电源模块、仪器继电器、仪器电软启继电器及微机控制器；所述电池与直流电源模块之间串联机械开关、限流电阻及磁开关，所述磁保持继电器并联于在限流电阻和磁开关两端；所述电磁与微机控制器之间串联限流电阻和仪器电软启继电器，所述仪器继电器并联在限流电阻两端；所述仪器电软启继电器由所述直流电源模块输出控制其通断电；所述微机控制器控制磁保持继电器和所述仪器继电器的通断电；所述电磁开关装置设置于无人平台上，所述rov上/断电电路设置于rov上；且当所述rov搭载于无人平台上时，所述电磁开关装置贴近所述磁开关。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁开关紧贴rov内壁固定，电磁开关装置与磁开关的上端面存在设定垂直距离,电磁开关与磁开关的水平中心不重合，其外缘在磁开关中心的正上方。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电磁开关装置的下断面与磁开关的上端面存在设定垂直距离为16-26mm。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述rov上/断电电路中的微机控制器与无人平台之间通过光纤连接，接收无人平台发送的控制信号。5.一种基于权利要求1-4中任一系统的一种rov水下远程遥控上断电方法，包括如下具体过程：(1)将rov搭载在无人平台上，并手动接通机械开关；(2)rov随无人平台入水并被无人平台携带至预定工作水域；(3)无人平台控制电磁开关装置上电，电磁开关装置产生磁场导致磁开关闭合；(4)电池的直流电作为直流电源模块的输入，直流电源模块的输出驱动仪器电软启继电器闭合，从而电池直流电输送给微机控制器；(5)微机控制器上电启动完成，微机控制器控制仪器继电器线圈上电短接掉第二限流电阻，微机控制器控制磁保持继电器接通线圈上电短接掉第一限流电阻和磁开关；(6)达到设定时间后再使接通线圈断电，微机控制器发送给无人平台通断电信息，无人平台收到微机控制器的信息后控制电磁开关装置断电，上电流程完成；(7)无人平台将断电指令发给微机控制器，微机控制器控制磁保持继电器的断开线圈上电使其触点断开，使得直流电源模块的输入通路断开，仪器电软启继电器断开，微机控制器断电，断电流程完成。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述微机控制器发送给无人平台通断电信息，通信方式是通过rov上/断电电路与无人平台之间的光纤通信。

技术总结
本发明涉及一种ROV水下远程遥控上断电系统及方法，属于ROV远程遥控技术领域。一种ROV水下远程遥控上断电系统，包括：电磁开关装置和ROV上/断电电路；其中，所述ROV上/断电电路包括电池、机械开关、第一限流电阻、第二限流电阻、磁开关、磁保持继电器、直流电源模块、仪器继电器、仪器电软启继电器及微机控制器；远程操控终端下发ROV上电指令后，通过无人平台的电磁开关装置给ROV上电，断电过程则通过光纤给ROV中的微机控制器传达断电指令进行断电，解决了ROV上电和断电无人化操控的问题，相比原有技术，便捷性和安全性更好。便捷性和安全性更好。便捷性和安全性更好。


技术研发人员：李坤 曾盎 吴曾鹏 朱泽辉 齐彦生
受保护的技术使用者：宜昌测试技术研究所
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/5/30