无人船艇的稳定平台系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种适用于无人船艇的稳定平台系统，包括稳定平台、电源和控制器，稳定平台包括固定在甲板上的X轴底座，X轴底座上固定有X轴电机，X轴电机的输出轴为X短轴，X短轴上固定有Y轴底座，Y轴底座上固定有Y轴电机，Y轴电机的输出轴为Y短轴，Y短轴上固定有载物台，载物台上设有微型陀螺仪，X短轴与Y短轴相互垂直，控制器分别与X轴电机、Y轴电机和微型陀螺仪连接，电源为整个系统提供电能。该系统能有效可靠的检测稳定平台的姿态信号，并完成姿态矫正，稳定效果好。
【专利说明】
无人船艇的稳定平台系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种适用于无人船艇的稳定平台系统。
【背景技术】
[0002]随着无人船艇的推广应用，其携带的精密仪器设备越来越多，许多设备只有在平稳状态下才能有效发挥功能，无法适应无人船艇高速行驶中产生的颠簸和晃动。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种无人船艇的稳定平台系统，该系统能有效可靠的检测稳定平台的姿态信号，并完成姿态矫正，稳定效果好。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种无人船艇的稳定平台系统，包括稳定平台、电源和控制器，稳定平台包括固定在甲板上的X轴底座，X轴底座上固定有X轴电机，X轴电机的输出轴为X短轴，X短轴上固定有Y轴底座，Y轴底座上固定有Y轴电机，Y轴电机的输出轴为Y短轴，Y短轴上固定有载物台，载物台上设有微型陀螺仪，X短轴与Y短轴相互垂直，控制器分别与X轴电机、Y轴电机和微型陀螺仪连接，电源为整个系统提供电能。
[0006]进一步地，载物台上固定有摄像头固定盒，微型陀螺仪固定在摄像头固定盒顶部，摄像头固定盒内设有摄像头。
[0007]进一步地，载物台包括载物板以及设在载物板两端且竖直的支撑板，其中，一端的支撑板与Y短轴连接固定，另一端的支撑板可旋转的设在Y轴底座上。
[0008]进一步地，X轴电机和Y轴电机上均设有编码器、制动器和减速器，控制器通过驱动器分别与X轴电机和Y轴电机连接。
[0009]进一步地，X轴电机和Y轴电机分别通过信号航插接头与驱动器连接，驱动器通过信号线与控制器相连，X轴电机和Y轴电机分别通过电源航插接头与电源连接。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]微型陀螺仪是一种角运动传感装置，能够直接监测载物台的姿态信息并反馈给控制器，克服了对船体稳控中心的数据依赖，保证了监测信号有效性和可靠性，(可编程)控制器通过控制X轴(直流)电机和Y轴(直流)电机完成姿态矫正，满足载物台对横滚和纵摇状态下的稳定需求，达到了稳定的效果;该系统为两轴(X轴和Y轴)稳定平台系统，预留了 Z轴接口，较易于拓展为三轴稳定平台系统，还可以应用在车载系统和有人船艇系统中；一般(可编程)控制器都具备数据存储、录波回放功能，能记录稳定平台作业过程各项数据，便于系统性能分析与研究。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实施例的结构示意图。
[0013]图2是本实用新型实施例中X轴(直流)电机或Y轴(直流)电机的结构示意图。
[0014]图3是本实用新型实施例中(可编程)控制器的控制方法流程图。
[0015]图中:1-(可编程)控制器;2-X轴(直流)电机;3-X轴底座;4-X短轴;5-Y轴(直流)电机;6-Y轴底座;7-Y短轴;8-载物台；9-摄像头固定盒；10-微型陀螺仪；11_(直流)电源；12-驱动器;13-编码器;14-制动器;15-减速器。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0017]如图1所示，一种无人船艇的稳定平台系统，包括稳定平台、(直流)电源11和(可编程)控制器I，稳定平台包括固定在甲板上的X轴底座3，X轴底座3上固定有X轴(直流)电机2，X轴(直流)电机2的输出轴为X短轴4，X短轴4上固定有Y轴底座6，Y轴底座6上固定有Y轴(直流)电机5，Y轴(直流)电机5的输出轴为Y短轴7，Y短轴7上固定有载物台8，载物台8上设有微型陀螺仪10，Χ短轴4与Y短轴7相互垂直，(可编程)控制器I分别与X轴(直流)电机2、Υ轴(直流)电机5和微型陀螺仪10连接，(直流)电源11为整个系统提供电能。
[0018]微型陀螺仪10是一种角运动传感装置，能够直接监测载物台8的姿态信息并反馈给(可编程)控制器I，克服了对船体稳控中心的数据依赖，保证了监测信号有效性和可靠性，(可编程)控制器I通过控制X轴(直流)电机2和Y轴(直流)电机5完成姿态矫正，满足载物台8对横滚和纵摇状态下的稳定需求，达到了稳定的效果;该系统为两轴(X轴和Y轴)稳定平台系统，预留了Z轴接口，较易于拓展为三轴稳定平台系统，不仅可以应用在无人船艇中，还可以应用在车载系统和有人船艇中；一般(可编程)控制器I都具备数据存储、录波回放功能，能记录稳定平台作业过程各项数据，便于系统性能分析与研究。
[0019]如图1所示，在本实施例中，载物台8上固定有摄像头固定盒9，微型陀螺仪1固定在摄像头固定盒9顶部，摄像头固定盒9内设有摄像头。摄像头设在载物台8上，保证了工作的平稳性。
[0020]如图1所示，在本实施例中，载物台8包括载物板以及设在载物板两端且竖直的支撑板，其中，一端的支撑板与Y短轴7连接固定，另一端的支撑板可旋转的设在Y轴底座6上。Y短轴7通过支撑板带动载物板转动。
[0021]X轴(直流)电机2和Y轴(直流)电机5上均设有编码器13、制动器14和减速器15，(可编程)控制器I通过驱动器12分别与X轴(直流)电机2和Y轴(直流)电机5连接。
[0022]如图2所示，在本实施例中，同时采用编码器13和微型陀螺仪10监测驱动电机(2和5)和载物台8运行状态，保证了监测角度分辨率，克服稳定平台在驱动电机(2和5)转速较低时的监测难点。
[0023]在本实施例中，X轴(直流)电机2和Y轴(直流)电机5分别通过信号航插接头与驱动器12连接，驱动器12通过信号线与(可编程)控制器I相连，X轴(直流)电机2和Y轴(直流)电机5分别通过电源航插接头与(直流)电源11连接。采用航插接头，安全系数高。
[0024]本实施例中，(可编程)控制器I能根据不同重量的负载自适应调整平台算法参数，以保证稳定平台具备最优响应能力，(可编程)控制器I的控制步骤是:
[0025]1)(可编程)控制器I根据负载重量自适应调节控制器中自动闭环控制算法的参数。
[0026]2)设置X轴目标角度值(默认为0)，设置Y轴目标角度值(默认为O)。
[0027]3)微型陀螺仪10监测载物台8的姿态信息，把载物台8的角度和角速度实时传送给(可编程)控制器I，包括X轴方向的角度实测值和X轴方向的角速度实测值，Y轴方向的角度实测值和Y轴方向的角速度实测值。
[0028]4)对比X轴方向的角度实测值与目标值间误差，对比Y轴方向的角度实测值与目标值间误差，当误差大于允许阈值时，进入下一步，否则继续监测载物台8的姿态信息。
[0029]5)(可编程)控制器I根据X轴角度目标值和X轴方向角度实测值计算得到X轴方向角速度目标值，然后根据X轴方向角速度实测值给定X轴驱动器12电流信号目标值；(可编程)控制器I根据Y轴角度目标值和Y轴方向角度实测值计算得到Y轴方向角速度目标值，然后根据Y轴方向的角速度实测值给定Y轴驱动器12电流信号目标值。
[0030]6)X轴编码器13监测X轴(直流)电机2运行状态，并反馈给X轴驱动器12，得到X轴电流信号实测值;Y轴编码器13监测Y轴(直流)电机5运行状态，并反馈给Y轴驱动器12。
[0031]7)X轴驱动器12根据X轴电流信号实测值及控制器给定的X轴电流目标值，得到X轴(直流)电机2控制信号，实现对X轴(直流)电机2运行调整;Y轴驱动器12根据Y轴电流信号实测值及控制器给定的Y轴电流目标值，得到Y轴(直流)电机5控制信号，实现对Y轴(直流)电机5运行调整。
[0032]8)在X轴(直流)电机2和Y轴(直流)电机5共同运行调整作用下，实现载物台8逐步平稳自保持功能。
[0033]9)转入第(3 )步，继续调整，直到调整结束关机。
[0034]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种无人船艇的稳定平台系统，其特征在于:包括稳定平台、电源和控制器，稳定平台包括固定在甲板上的X轴底座，X轴底座上固定有X轴电机，X轴电机的输出轴为X短轴，X短轴上固定有Y轴底座，Y轴底座上固定有Y轴电机，Y轴电机的输出轴为Y短轴，Y短轴上固定有载物台，载物台上设有微型陀螺仪，X短轴与Y短轴相互垂直，控制器分别与X轴电机、Y轴电机和微型陀螺仪连接，电源为整个系统提供电能。2.如权利要求1所述的无人船艇的稳定平台系统，其特征在于:载物台上固定有摄像头固定盒，微型陀螺仪固定在摄像头固定盒顶部，摄像头固定盒内设有摄像头。3.如权利要求1所述的无人船艇的稳定平台系统，其特征在于:载物台包括载物板以及设在载物板两端且竖直的支撑板，其中，一端的支撑板与Y短轴连接固定，另一端的支撑板可旋转的设在Y轴底座上。4.如权利要求1所述的无人船艇的稳定平台系统，其特征在于:X轴电机和Y轴电机上均设有编码器、制动器和减速器，控制器通过驱动器分别与X轴电机和Y轴电机连接。5.如权利要求4所述的无人船艇的稳定平台系统，其特征在于:X轴电机和Y轴电机分别通过信号航插接头与驱动器连接，驱动器通过信号线与控制器相连，X轴电机和Y轴电机分别通过电源航插接头与电源连接。
【文档编号】B63B49/00GK205615685SQ201620429798
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】刘飞, 张保平, 李刚, 池晓阳, 杨咏林
【申请人】四方继保（武汉）软件有限公司