一种矢量控制盒的制作方法

1.本实用新型涉及智能设备控制领域，尤其是一种矢量控制盒，用于智能船舶多套推进系统的同步协调控制。


背景技术：

2.随着人工智能的不断发展，智能化装备和无人装置成为研发热点，其中智能船舶可借助卫星精确定位和自身传感系统自动执行预设任务，存在巨大的市场潜能，国内许多企业加入智能船舶产业，不断更新和升级智能船舶相关产品；在智能船舶产业中，船舶水域应用涉及内容繁多，所有功能实现的前提则是要求船舶动力系统操控性好，既能维持船体平稳，也能友好地沿着指定路线航行至指定航点，才能保证其它特定功能和高级应用需求的实现。
3.传统船舶中，会根据推进系统的套数分别单独配置遥控手柄，然后将多套遥控手柄机械的集成在一起，用户根据航行需求同时操控或单独操控对应推进系统的遥控手柄，机械地协调各遥控手柄的动作实现航速/航向变动；上述模式过度依靠用户的操控经验，即使反复纠正也难以完成动力指令的准确执行；实践中，分套配置遥控手柄的操控模式仅适合单推进系统，难以完成多套推进系统的协调操控，用户在同时摆动多个油门手柄时，信号反馈周期长、存在明显的人为干扰，很容易出现超调或欠调，导致船舶在调整航速或航向时，实际值围绕着目标值反复波动，影响船舶的运行效率，尤其容易影响平稳度。
4.鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型需要解决的技术问题是：传统摇杆分开设置，不能精确协同作业，影响智能船舶多套推进系统的工作效率。
6.本实用新型通过如下技术方案达到上述目的：提供一种矢量控制盒，可安装于智能船舶上，所述智能船舶尾部对称地安装有多套推进系统，推进系统为喷泵系统或表面桨系统；
7.所述矢量控制盒包括顶盒和底盒，所述顶盒可紧固地盖合在底盒上，形成密封的盒体，盒体内设置有接口板和控制主板；
8.所述顶盒的顶部设置有矢量摇杆和按键；所述矢量摇杆用于输入矢量信号，所述按键用于输入遥控数字量；
9.所述接口板设置于盒体内，并固定在顶盒的顶内侧；
10.所述控制主板设置于盒体内，并固定在底盒的底内侧；
11.所述接口板上设置有与按键对接的触控开关，可监测按键的动作状态，并转化为数字量转发给控制主板；
12.所述底盒的底部设置有多个外接口，所述外接口为控制主板提供电源和信息交互通道；
13.所述控制主板作为矢量控制盒的控制枢纽，通过数据线连接矢量摇杆、触控开关和外接口，接收并解析矢量摇杆和按键的动作信号，通过外接口转发给智能船舶的推进系统。
14.进一步的，所述外接口的数量与智能船舶的推进系统的套数一至，每个外接口可单独接入一套推进系统；
15.所述外接口中包括通信接点和电源接点；所述外接口通过通信接点与推进系统的处理器相连，从而将推进系统的处理器连接至主控制板；所述外接口通过电源接点连接至智能船舶的配电箱的输出端，将智能船舶的电源引入矢量控制盒中。
16.进一步的，所述外接口为五芯插口，其中第1针脚为备用接点，第2针脚为电源正接点，第3针脚为电源负接点，第4针脚为can总线正极接点，第5针脚为can总线负极接点。
17.进一步的，所述矢量摇杆安装于顶盒顶部的前端部位，所述按键安装于顶盒顶部的后端部位；所述矢量摇杆和按键之间的空留位置处设置有显示屏，显示屏与主控制板相连，可实时显示矢量控制盒的工况数据。
18.进一步的，所述矢量摇杆包括主杆、旋钮、固位板、凸台和遮尘罩，所述旋钮可旋转地罩在主杆的顶端，主杆顶部中心开设螺纹孔，旋钮与主杆顶部接口处设置衔接螺钉，衔接螺钉穿过旋钮顶部旋入螺纹孔中，通过衔接螺钉的螺钉头限制旋钮的纵向位移，防止旋钮自动脱离主杆，但不影响旋钮左右旋转，所述主杆的底端穿过固位板后与凸台底部球型铰接，主杆可横向360度摆动，不可上下纵向移动，所述遮尘罩卡在固位板顶部和旋钮底部之间，罩住主杆的中间部位，防止水雾或尘土进入凸台内；
19.所述凸台内侧壁和主杆之间同一水平面均匀固定有三个及以上的支撑弹簧；每个弹簧内设置有一个与主杆相连的行程传感器，可监测主杆的摆动幅度，并转化为模拟量转发给主控制板；
20.所述主杆的顶端设置下卡位槽，所述下卡位槽内设置有对应的限位弹簧；
21.所述旋钮的顶内侧设置有与下卡位槽尺寸对应的上卡位槽，所述上卡位槽可盖合在限位弹簧上；
22.所述限位弹簧的厚度大于下卡位槽的深度，小于下卡位槽与上卡位槽深度之和；所述旋钮旋转时，通过上卡位槽的侧端拨动限位弹簧；
23.所述限位弹簧内设置有与旋钮相连的角度传感器，可监测旋钮的旋转幅度，并转化为模拟量转发给主控制板；
24.初始状态时，在支撑弹簧作用下，主杆垂直固位板向上摆放，在限位弹簧作用下，旋钮处于零角度状态，旋钮的旋转角度范围与限位弹簧行程对应；具体的，旋钮的旋转角度范围-150度至150度，其中旋钮转至-150度对应智能船舶航向信号为左180度，其中旋钮转至150度对应智能船舶航向信号为右180度，其中旋钮转制0度对应智能船舶保持直行航向；
25.当用户向固位板四周扳动主杆时，各个行程传感器根据主杆的摆动幅度，输出对应监测值，并转化为模拟量转发给主控制板，主控制板综合各个行程传感器的监测数据，解析出主杆被扳动的方向和强度，输出对应的动力指令，经由外接口转发给智能船舶的推进系统，此处具体的解析规则需用户根据下水实验数据和航行策略，提前保存至主控制板中。
26.进一步的，所述按键设置两排，每一排设置三个；
27.第一排按键从左至右命名为：权限键、模式键和锚定键；
28.第二批按键从左至右命名为：左舷键、设置键和右舷键。
29.进一步的，所述按键包括配套安装的顶套和顶针，所述顶针的顶部卡在顶套的中部，顶针的底部抵住触控开关的上表面；当用户按压顶套时，顶套向下推动顶针，顶针向下移动过程中按压触控开关；当用户松开顶套后，顶套外形自动还原将顶针带起，触控开关自动弹起；
30.所述顶套采用半透明或透明软质材料制成，所述顶针采用半透明或透明硬质材料制成，包括采用橡胶、纤维或塑料制成；
31.所述顶套正下方对应触控开关的四周均匀设置有多个led灯；
32.所述控制主板通过数据线与led灯相连，并根据触控开关的状态点亮对应的led灯；
33.所述led灯的灯光透过按键，向用户展示触控开关当前的工况状态，其中led灯不同的灯光颜色或强度，指示触控开关不同的工作状态；
34.具体的，权限键用于获取矢量控制盒权限，用户只有先点击权限键获取控制权限后，才能继续操控矢量摇杆和其它按键。
35.进一步的，所述顶盒的顶部上端部位设置有安装孔和紧固螺栓，所述顶盒和固位板开设有与紧固螺栓对应的螺纹孔，所述凸台可配套的插入安装孔中，所述紧固螺栓可旋入对应的螺纹孔中将固位板固定在顶盒上。
36.进一步的，所述底盒的底部还设置有夹口板和夹口螺栓，所述底盒的底部设置有对应的螺纹孔；
37.通过夹口板和夹口螺栓可将矢量控制盒固定在智能船舶中驾驶台的指定杆件上，便于用户为提升操控舒适度而调整矢量控制盒的方向和位置。
38.进一步的，所述顶盒、底盒和夹口板采用模具浇铸技术并选用铝合金材质制成。
39.本实用新型相比现有技术具有以下优点。
40.1、提供便于安装和操控的矢量控制盒，并在矢量控制盒上设置矢量摇杆，从而将用户船舶多摇杆操控需求集成至单个矢量摇杆上，用户仅需通过矢量摇杆发送操控指令，然后由主控制板解析和拆分动力指令，发送至各套推进系统，提高智能船舶动力协调性。
41.2、用户可通过矢量摇杆的主杆实现船舶加减速或转向，还可以配合按键改变航速的定速值，通过矢量摇杆的旋钮改变航向的定向值。
42.3、在矢量控制盒上设置功能按键，通过按键实现功能交互。
附图说明
43.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。
44.图1为实施例1中矢量控制盒俯视立体图。
45.图2为实施例1中矢量控制盒仰视立体图。
46.图3为实施例1中矢量控制盒爆炸模式对应的俯视立体图。
47.图4为实施例1中矢量控制盒爆炸模式对应的仰视立体图。
48.图5为实施例1中按键孤立显示时爆炸模式对应的俯视立体图。
49.图6为实施例1中按键孤立显示时爆炸模式对应的仰视立体图。
50.图7为实施例2中矢量摇杆孤立显示时俯视立体图。
51.图8为实施例2中旋钮孤立显示时仰视立体图。
52.图9为实施例2中矢量摇杆孤立显示且隐藏遮尘罩对应的俯视立体图。
53.图10为实施例2中矢量摇杆孤立显示且隐藏遮尘罩和旋钮对应的俯视立体图。
54.图11为实施例2中矢量摇杆孤立显示且隐藏旋钮和限位弹簧对应的俯视立体图。
55.图12为实施例2中矢量摇杆孤立显示时沿中轴线剖视立体图。
56.图中：1-顶盒；2-底盒；3-接口板；4-控制主板；5-矢量摇杆；6-按键；7-显示屏；8-夹口板；101-安装孔；102-紧固螺栓；201-外接口；301-触控开关；302-led灯；501-主杆；502-旋钮；503-固位板；504-凸台；505-遮尘罩；506-螺纹孔；507-衔接螺钉；508-支撑弹簧；509-下卡位槽；510-限位弹簧；511-上卡位槽；601-权限键；602-模式键；603-锚定键；604-左舷键；605-设置键；606-右舷键；607-顶套；608-顶针；801-夹口螺栓。
具体实施方式
57.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
58.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。
59.此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。
60.实施例1，如图1-6所示，提供一种矢量控制盒，可安装于智能船舶上，所述智能船舶尾部左右对称地共安装两套推进系统，推进系统为表面桨系统；
61.所述矢量控制盒包括顶盒1和底盒2，顶盒1长12cm、宽9cm，底盒2长12cm、宽9cm、厚3cm；所述顶盒1可紧固地盖合在底盒2上，通过螺钉紧固，形成密封的盒体，盒体内设置有一块接口板3和一块控制主板4；
62.所述顶盒1的顶部设置有矢量摇杆5和按键6；所述矢量摇杆5用于输入矢量信号，本实施例中采用的矢量摇杆5型号为：海穆科技的c9系列三轴指尖操作手柄，可手动操控实现前进加/减速、后退加/减速、左/右转向、航速定值和航向定值；所述按键6用于输入遥控数字量；
63.所述接口板3设置于盒体内，并固定在顶盒1的顶内侧；
64.所述控制主板4设置于盒体内，并固定在底盒2的底内侧；
65.所述接口板3上设置有与按键6对接的触控开关301，可监测按键6的动作状态，并转化为数字量转发给控制主板4；
66.所述底盒2的底部设置有两个外接口201，所述外接口201为控制主板4提供电源和信息交互通道；
67.所述控制主板4作为矢量控制盒的控制枢纽，通过数据线连接矢量摇杆5、触控开关301和外接口201，接收并解析矢量摇杆5和按键6的动作信号，通过外接口201转发给智能船舶的推进系统。
68.本实施例中，所述外接口201的数量与智能船舶的推进系统的套数一至，每个外接口201可单独分别接入一套推进系统；
69.所述外接口201中包括通信接点和电源接点；所述外接口201通过通信接点与推进系统的处理器相连，从而将推进系统的处理器连接至主控制板；所述外接口201通过电源接点连接至智能船舶的配电箱的输出端，将智能船舶的电源引入矢量控制盒中。
70.本实施例中，所述外接口201为五芯插口，其中第1针脚为备用接点，第2针脚为电源正接点，第3针脚为电源负接点，第4针脚为can总线正极接点，第5针脚为can总线负极接点。
71.本实施例中，所述矢量摇杆5安装于顶盒1顶部的前端部位，所述按键6安装于顶盒1顶部的后端部位；所述矢量摇杆5和按键6之间的空留位置处设置有显示屏7，长4cm、宽2cm，显示屏7与主控制板相连，可实时显示矢量控制盒的工况数据。
72.本实施例中，所述按键6设置两排，每一排设置三个；
73.第一排按键6从左至右命名为：权限键601、模式键602和锚定键603；
74.第二批按键6从左至右命名为：左舷键604、设置键605和右舷键606。
75.本实施例中，所述按键6包括配套安装的顶套607和顶针608，所述顶针608的顶部卡在顶套607的中部，顶针608的底部抵住触控开关301的上表面；当用户按压顶套607时，顶套607向下推动顶针608，顶针608向下移动过程中按压触控开关301；当用户松开顶套607后，顶套607外形自动还原将顶针608带起，触控开关301自动弹起；
76.所述顶套607采用半透明或透明软质材料制成，所述顶针608采用半透明或透明硬质材料制成，包括采用橡胶、纤维或塑料制成；
77.所述顶套607正下方对应触控开关301的四周均匀设置有多个led灯302；
78.所述控制主板4通过数据线与led灯302相连，并根据触控开关301的状态点亮对应的led灯302；
79.所述led灯302的灯光透过按键6，向用户展示触控开关301当前的工况状态，其中led灯302不同的灯光颜色，指示触控开关301不同的工作状态。
80.具体的，权限键601用于获取矢量控制盒权限，用户只有先点击权限键601获取控制权限后，才能继续操控矢量摇杆5和其它按键6；
81.初始状态时，通电前，所有led灯302为熄灭状态；
82.通电后，权限键601对应的led灯302为橙色常亮，按一下权限键601，权限键601对应的led灯302为橙色闪烁，表示矢量控制盒正在申请控制权限，再按一下权限键601，权限键601对应的led灯302变为冰蓝色常亮，表示矢量控制盒已经获取控制权限；
83.通电后，模式键602处于空闲状态时，模式键602对应的led灯302为橙色常亮；当矢量控制盒已获取控制权限，按一下模式键602进入保持模式，模式键602对应的led灯302变为冰蓝色常亮，此时用户可通过矢量摇杆5改变航速的定速值和航向的定向值；
84.通电后，锚定键603处于空闲状态时，锚定键603对应的led灯302为橙色常亮；当矢量控制盒已获取控制权限，按一下锚定键603进入锚定模式，锚定键603对应的led灯302变
为冰蓝色常亮，此时智能船舶启动自带的锚定系统并可锚定于当前位置点；
85.通电后，左舷键604处于空闲状态时，左舷键604对应的led灯302为橙色常亮；当矢量控制盒已获取控制权限，按一下左舷键604使左侧推进系统进入合排模式，左舷键604对应的led灯302变为冰蓝色常亮，如果再次长按左舷键604保持2s以上，使左侧推进系统进入倒档模式，左舷键604对应的led灯302变为红色常亮；
86.通电后，右舷键606处于空闲状态时，右舷键606对应的led灯302为橙色常亮；当矢量控制盒已获取控制权限，按一下右舷键606使右侧推进系统进入合排模式，右舷键606对应的led灯302变为冰蓝色常亮，如果再次长按右舷键606保持2s以上，使右侧推进系统进入倒档模式，右舷键606对应的led灯302变为红色常亮；
87.其中，用户可同时操控或单独操控左舷键604和/或右舷键606；
88.通电后，设置键605处于空闲状态时，设置键605对应的led灯302为橙色常亮；当矢量控制盒已获取控制权限，按一下设置键605，设置键605对应的led灯302为橙色闪烁；再持续1s短按设置键605进入设置模式，设置键605对应的led灯302变为冰蓝色常亮，此时用户可设置运行参数，包括显示屏7亮度、推进系统最大转速和锚定精度。
89.本实施例中，所述顶盒1的顶部上端部位设置有安装孔101和紧固螺栓102，所述顶盒1和矢量摇杆5开设有与紧固螺栓102对应的螺纹孔506，所述矢量摇杆5可配套的插入安装孔101中，所述紧固螺栓102可旋入对应的螺纹孔506中将矢量摇杆5固定在顶盒1上。
90.本实施例中，所述底盒2的底部还设置有夹口板8和夹口螺栓801，所述底盒2的底部设置有对应的螺纹孔506；
91.通过夹口板8和夹口螺栓801可将矢量控制盒固定在智能船舶中驾驶台的指定杆件上，便于用户为提升操控舒适度而调整矢量控制盒的方向和位置。
92.本实施例中，所述顶盒1、底盒2和夹口板8采用模具浇铸技术并选用铝合金材质制成。
93.实施例2，如图7-12所示，在实施例1的基础上，所述矢量摇杆5包括主杆501、旋钮502、固位板503、凸台504和遮尘罩505，所述旋钮502可旋转地罩在主杆501的顶端，主杆501顶部中心开设螺纹孔506，旋钮502与主杆501顶部接口处设置衔接螺钉507，衔接螺钉507穿过旋钮502顶部旋入螺纹孔506中，通过衔接螺钉507的螺钉头限制旋钮502的纵向位移，防止旋钮502自动脱离主杆501，但不影响旋钮502左右旋转，所述主杆501的底端穿过固位板503后与凸台504底部球型铰接，主杆501可横向360度摆动，不可上下纵向移动，所述遮尘罩505卡在固位板503顶部和旋钮502底部之间，罩住主杆501的中间部位，防止水雾或尘土进入凸台504内；
94.具体的，用户可通过矢量摇杆5的主杆501改变航速的定速值，通过矢量摇杆5的旋钮502改变航向的定向值；所述矢量摇杆5的固位板503开设有与紧固螺栓102对应的螺纹孔506，所述矢量摇杆5的凸台504可配套的插入安装孔101中，所述紧固螺栓102可旋入对应的螺纹孔506中将矢量摇杆5的固位板503固定在顶盒1上；
95.所述凸台504内侧壁和主杆501之间同一水平面均匀固定有四个支撑弹簧508；每个弹簧内设置有一个与主杆501相连的行程传感器，可监测主杆501的摆动幅度，并转化为模拟量转发给主控制板；
96.所述主杆501的顶端设置下卡位槽509，宽度5mm，深度5mm，所述下卡位槽509内设
置有对应的限位弹簧510，宽度4.5mm，厚度9mm；
97.所述旋钮502的顶内侧设置有与下卡位槽509尺寸对应的上卡位槽511，宽度5mm，深度5mm，所述上卡位槽511可盖合在限位弹簧510上；
98.所述限位弹簧510的厚度大于下卡位槽509的深度，小于下卡位槽509与上卡位槽511深度之和；所述旋钮502旋转时，通过上卡位槽511的侧端拨动限位弹簧510；
99.所述限位弹簧510内设置有与旋钮502相连的角度传感器，可监测旋钮502的旋转幅度，并转化为模拟量转发给主控制板；
100.初始状态时，在支撑弹簧508作用下，主杆501垂直固位板503向上摆放，在限位弹簧510作用下，旋钮502处于零角度状态，旋钮502的旋转角度范围与限位弹簧510行程对应；具体的，旋钮502的旋转角度范围-150度至150度，其中旋钮502转至-150度对应智能船舶航向信号为左180度，其中旋钮502转至150度对应智能船舶航向信号为右180度，其中旋钮502转制0度对应智能船舶保持直行航向；
101.当用户向固位板503四周扳动主杆501时，各个行程传感器根据主杆501的摆动幅度，输出对应监测值，并转化为模拟量转发给主控制板，主控制板综合各个行程传感器的监测数据，解析出主杆501被扳动的方向和强度，输出对应的动力指令，经由外接口201转发给智能船舶的推进系统，此处具体的解析规则需用户根据下水实验数据和航行策略，提前保存至主控制板中。
102.本实施例中，当主控制板解析出用户往正前方扳动矢量摇杆5时，则输出“前行指令”，两套推进系统向前输出同大小的力，矢量摇杆5往正前方摆动幅度越大，出力越大；
103.当主控制板解析出用户往正右侧扳动矢量摇杆5时，则输出“右转弯指令”，智能船舶左侧推进系统输出的向前动力，右侧推进系统停止输出动力，通过左右动力差实现向右转弯，矢量摇杆5往正右侧摆动幅度越大，动力差越大转弯强度越大；
104.当主控制板解析出用户往右前方扳动矢量摇杆5时，则输出“前行右转弯指令”，智能船舶左侧推进系统输出的向前动力，大于右侧推进系统输出的向前动力，通过向前的左右动力差实现前行且右转弯，矢量摇杆5往右前方摆动幅度越大出力越大，矢量摇杆5往右前方摆动的角度越大，转弯目标角度越大；
105.当主控制板解析出用户往右后方扳动矢量摇杆5时，则输出“后退右转弯指令”，智能船舶左侧推进系统输出的向后动力，小于右侧推进系统输出的向后动力，通过向后的左右动力差实现后退且右转弯，矢量摇杆5往正后方摆动幅度越大出力越大，矢量摇杆5往右后方摆动的角度越大，转弯目标角度越大；
106.当主控制板解析出用户往正后方扳动矢量摇杆5时，则输出“后退指令”，两套推进系统向后输出同大小的力，矢量摇杆5往正后方摆动幅度越大，出力越大；
107.当主控制板解析出用户往正左侧扳动矢量摇杆5时，则输出“左转弯指令”，智能船舶右侧推进系统输出的向前动力，左侧推进系统停止输出动力，通过左右动力差实现向左转弯，矢量摇杆5往正左侧摆动幅度越大，动力差越大转弯强度越大；
108.当主控制板解析出用户往左前方扳动矢量摇杆5时，则输出“前行左转弯指令”，智能船舶左侧推进系统输出的向前动力，小于右侧推进系统输出的向前动力，通过向前的左右动力差实现前行且左转弯，矢量摇杆5往左前方摆动幅度越大出力越大，矢量摇杆5往左前方摆动的角度越大，转弯目标角度越大；
109.当主控制板解析出用户往左后方扳动矢量摇杆5时，则输出“后退左转弯指令”，智能船舶左侧推进系统输出的向后动力，大于右侧推进系统输出的向后动力，通过向后的左右动力差实现后退且左转弯，矢量摇杆5往左后方摆动幅度越大出力越大，矢量摇杆5往左后方摆动的角度越大，转弯目标角度越大；
110.当主控制板解析出用户逆时针旋转旋钮502时，则输出“向左航行指令”，智能船舶左侧推进系统输出的向后动力，等于右侧推进系统输出的向前动力，通过左右对称的反方向动力差实现航向调整，旋钮502逆时针旋转幅度越大，向左的航向改变强度越大；
111.当主控制板解析出用户顺时针旋转旋钮502时，则输出“向右航行指令”，智能船舶左侧推进系统输出的向前动力，等于右侧推进系统输出的向后动力，通过左右对称的反方向动力差实现航向调整，旋钮502顺时针旋转幅度越大，向右的航向改变强度越大。
112.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种矢量控制盒，可安装于智能船舶上，所述智能船舶尾部对称地安装有多套推进系统，其特征在于，矢量控制盒包括顶盒（1）和底盒（2），所述顶盒（1）可紧固地盖合在底盒（2）上，形成密封的盒体，盒体内设置有接口板（3）和控制主板（4）；所述顶盒（1）的顶部设置有矢量摇杆（5）和按键（6）；所述矢量摇杆（5）用于输入矢量信号，所述按键（6）用于输入遥控数字量；所述接口板（3）设置于盒体内，并固定在顶盒（1）的顶内侧；所述控制主板（4）设置于盒体内，并固定在底盒（2）的底内侧；所述接口板（3）上设置有与按键（6）对接的触控开关（301），可监测按键（6）的动作状态，并转化为数字量转发给控制主板（4）；所述底盒（2）的底部设置有多个外接口（201），所述外接口（201）为控制主板（4）提供电源和信息交互通道；所述控制主板（4）作为矢量控制盒的控制枢纽，通过数据线连接矢量摇杆（5）、触控开关（301）和外接口（201），接收并解析矢量摇杆（5）和按键（6）的动作信号，通过外接口（201）转发给智能船舶的推进系统。2.根据权利要求1所述的矢量控制盒，其特征在于，所述外接口（201）的数量与智能船舶的推进系统的套数一至，每个外接口（201）可单独接入一套推进系统；所述外接口（201）中包括通信接点和电源接点；所述外接口（201）通过通信接点与推进系统的处理器相连；所述外接口（201）通过电源接点将电源引入矢量控制盒中。3.根据权利要求2所述的矢量控制盒，其特征在于，所述外接口（201）为五芯插口，其中第1针脚为备用接点，第2针脚为电源正接点，第3针脚为电源负接点，第4针脚为can总线正极接点，第5针脚为can总线负极接点。4.根据权利要求3所述的矢量控制盒，其特征在于，所述矢量摇杆（5）安装于顶盒（1）顶部的前端部位，所述按键（6）安装于顶盒（1）顶部的后端部位；所述矢量摇杆（5）和按键（6）之间的空留位置处设置有显示屏（7），显示屏（7）与主控制板相连，可实时显示矢量控制盒的工况数据。5.根据权利要求4所述的矢量控制盒，其特征在于，所述矢量摇杆（5）包括主杆（501）、旋钮（502）、固位板（503）、凸台（504）和遮尘罩（505），所述旋钮（502）可旋转地罩在主杆（501）的顶端；主杆（501）顶部中心开设螺纹孔（506），旋钮（502）与主杆（501）顶部接口处设置衔接螺钉（507），衔接螺钉（507）穿过旋钮（502）顶部旋入螺纹孔（506）中，通过衔接螺钉（507）的螺钉头限制旋钮（502）的纵向位移，所述主杆（501）的底端穿过固位板（503）后与凸台（504）底部球型铰接，所述遮尘罩（505）卡在固位板（503）顶部和旋钮（502）底部之间，罩住主杆（501）的中间部位，防止水雾或尘土进入凸台（504）内；所述凸台（504）内侧壁和主杆（501）之间同一水平面均匀固定有三个及以上的支撑弹簧（508）；每个弹簧内设置有一个与主杆（501）相连的行程传感器，可监测主杆（501）的摆动幅度，并转化为模拟量转发给主控制板；所述主杆（501）的顶端设置下卡位槽（509），所述下卡位槽（509）内设置有对应的限位弹簧（510）；所述旋钮（502）的顶内侧设置有与下卡位槽（509）尺寸对应的上卡位槽（511），所述上卡位槽（511）可盖合在限位弹簧（510）上；
所述限位弹簧（510）的厚度大于下卡位槽（509）的深度，小于下卡位槽（509）与上卡位槽（511）深度之和；所述旋钮（502）旋转时，通过上卡位槽（511）的侧端拨动限位弹簧（510）；所述限位弹簧（510）内设置有与旋钮（502）相连的角度传感器，可监测旋钮（502）的旋转幅度，并转化为模拟量转发给主控制板；初始状态时，在支撑弹簧（508）作用下，主杆（501）垂直固位板（503）向上摆放，在限位弹簧（510）作用下，旋钮（502）处于零角度状态，旋钮（502）的旋转角度范围与限位弹簧（510）行程对应。6.根据权利要求5所述的矢量控制盒，其特征在于，所述按键（6）设置两排，每一排设置三个；第一排按键（6）从左至右命名为：权限键（601）、模式键（602）和锚定键（603）；第二批按键（6）从左至右命名为：左舷键（604）、设置键（605）和右舷键（606）。7.根据权利要求6所述的矢量控制盒，其特征在于，所述按键（6）包括配套安装的顶套（607）和顶针（608），所述顶针（608）的顶部卡在顶套（607）的中部，顶针（608）的底部抵住触控开关（301）的上表面；当用户按压顶套（607）时，顶套（607）向下推动顶针（608），顶针（608）向下移动过程中按压触控开关（301）；当用户松开顶套（607）后，顶套（607）外形自动还原将顶针（608）带起，触控开关（301）自动弹起；所述顶套（607）采用半透明或透明软质材料制成，所述顶针（608）采用半透明或透明硬质材料制成；所述顶套（607）正下方对应触控开关（301）的四周均匀设置有多个led灯（302）；所述控制主板（4）通过数据线与led灯（302）相连，并根据触控开关（301）的状态点亮对应的led灯（302）；所述led灯（302）的灯光透过按键（6），向用户展示触控开关（301）当前的工况状态。8.根据权利要求7所述的矢量控制盒，其特征在于，所述顶盒（1）的顶部上端部位设置有安装孔（101）和紧固螺栓（102），所述顶盒（1）和固位板（503）开设有与紧固螺栓（102）对应的螺纹孔（506），所述凸台（504）可配套的插入安装孔（101）中，所述紧固螺栓（102）可旋入对应的螺纹孔（506）中将固位板（503）固定在顶盒（1）上。9.根据权利要求8所述的矢量控制盒，其特征在于，所述底盒（2）的底部还设置有夹口板（8）和夹口螺栓（801），所述底盒（2）的底部设置有对应的螺纹孔（506）；通过夹口板（8）和夹口螺栓（801）可将矢量控制盒固定在智能船舶中驾驶台的指定杆件上。10.根据权利要求9中矢量控制盒，其特征在于，所述顶盒（1）、底盒（2）和夹口板（8）采用模具浇铸技术并选用铝合金材质制成。

技术总结
本实用新型公开了一种矢量控制盒，包括顶盒和底盒，所述顶盒可紧固地盖合在底盒上，形成密封的盒体，盒体内设置有接口板和控制主板；所述顶盒的顶部设置有矢量摇杆和按键；所述矢量摇杆用于输入矢量信号，包括船舶加/减航速、左/右转向、航速定值和航向定值，所述按键用于输入遥控数字量；所述接口板上设置有与按键对接的触控开关，可监测按键的动作状态，并转化为数字量转发给控制主板；所述底盒的底部设置有外接口，所述外接口为控制主板提供电源和信息交互通道；所述控制主板作为矢量控制盒的控制枢纽，通过数据线连接矢量摇杆、触控开关和外接口，接收并解析矢量摇杆和按键的动作信号，通过外接口转发给智能船舶的推进系统。统。统。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：无疆（武汉）技术有限公司
技术研发日：2022.10.25
技术公布日：2023/5/6