一种用于水下装备控制单元测试的油缸模拟装置

1.本实用新型属于海洋勘测技术领域，具体涉及一种用于水下装备控制单元测试的油缸模拟装置。


背景技术：

2.目前，水下移动平台的应用对于海洋勘测来说至关重要，应用场景包括自持式剖面浮标、水下滑翔机等装备研发测试过程等。水下移动平台中的控制单元设置非常重要，关系到整个平台的使用，因此对其控制单元进行长期可靠性测试是非常必要的。
3.一般情况下，通过控制单元采集变化的油量数据，将内油缸的液压油排至外油囊或将外油囊的液压油回至内油囊，来调节自身浮力，实现自主沉浮。因此需要在实验室进行控制单元剖面运动测试时，为控制单元提供变化的油量数据。然而，搭建一套由高压泵、机械油缸、高压油路组成的测试装置。不仅结构复杂，而且价格昂贵。
4.因此，设计一套能够为控制单元提供精确变化油量数据的装置具有积极作用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种用于水下装备控制单元测试的油缸模拟装置，以弥补现有技术的不足。
6.为达到上述目的，本实用新型采取的具体技术方案为：
7.一种用于水下装备控制单元测试的油缸模拟装置，该装置包括固定底板，和设置于其上的模拟控制器、步进电机驱动模块、步进电机、拉线位移传感器；所述步进电机和拉线位移传感器位于同一轴线水平面上，所述模拟控制器电连接并控制所述步进电机驱动模块，所述步进电机驱动模块用于控制步进电机，所述步进电机通过细绳与拉线位移传感器相连。
8.进一步的，所述细绳螺旋缠绕在步进电机旋转轴上，其顺时针或逆时针缠绕，以所述拉线位移传感器位于步进电机的位置决定。
9.进一步的，所述步进电机与所述拉线位移传感器之间的固定底板之间设有油量标尺，用以指示当前油量值。
10.进一步的，所述细绳还设有指示点，用以指示油量标尺。
11.进一步的，所述油量标尺在所述步进电机一侧设置有油量最大值刻度线，所述油量标尺在所述拉线位移传感器一侧设置有油量最小值刻度线，所述油量最大值刻度线与所述油量最小值刻度线之间均匀设置刻度线，指示点用于指示油量值。
12.当然，上述油量标尺的刻度设置需要根据实际情况进行选择调整，不仅仅包括上述的设置方式。
13.进一步的，所述模拟控制器的4个gpio口分别于步进电机驱动模块的dir+、dir
‑
、pul+、pul
‑
接口连接；所述步进电机的4根接线a+、a
‑
、b+、b
‑
分别与所述步进电机驱动模块的4个接口a+、a
‑
、b+、b
‑
连接；所述步进电机驱动模块通过12v直流电源供电。
14.所述模拟控制器，接收到水下移动平台控制单元的控制协议后，通过发送控制逻辑至所述步进电机驱动模块，所述步进电机驱动模块控制信号作用在所述步进电机，使所述步进电机旋转轴旋转，带动所述拉线位移传感器拉绳伸缩。当所述拉线位移传感器拉绳伸长时，水下移动平台控制单元采集的油量值增大；当所述拉线位移传感器拉绳缩短时，水下移动平台控制单元采集的油量值减小；因此，当水下平台控制单元测试处于下潜阶段时，发送控制协议至所述模拟控制器，所述步进电机旋转轴逆时针旋转，所述拉线位移传感器拉绳自动收缩变短；当水下控制单元测试处于上浮阶段时，发送控制协议至所述模拟控制器，所述步进电机旋转轴顺时针旋转，带动所述拉线位移传感器拉绳伸长。
15.本实用新型的优点和有益效果：
16.本实用新型基于微控制器，提供了一种用于水下装备控制单元测试的油缸模拟装置，旨在为水下移动平台的控制单元提供精确变化油量数据，模拟油缸活塞运动带动拉线位移传感器拉绳伸缩，无需搭建复杂的测试装置，极大地降低了测试成本。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图。
18.图2为本实用新型的控制原理示意框图。
19.其中，1
‑
固定底板，2
‑
模拟控制器，3
‑
步进电机驱动模块，4
‑
步进电机，5
‑
拉线位移传感器，6
‑
细绳，7
‑
油量标尺，8
‑
指示点。
具体实施方式
20.以下通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步解释和说明。
21.实施例1：
22.一种用于水下装备控制单元测试的油缸模拟装置，如图1所示，该装置包括固定底板1，和设置于其上的模拟控制器2、步进电机驱动模块3、步进电机4、拉线位移传感器5；所述步进电机4和拉线位移传感器5位于同一水平面上，所述模拟控制器2电连接并控制所述步进电机驱动模块3，所述步进电机驱动模块3用于控制步进电机4，所述步进电机4通过细绳6与拉线位移传感器5相连。所述细绳6螺旋缠绕在步进电机4旋转轴上，其顺时针或逆时针缠绕，以所述拉线位移传感器5位于步进电机4的位置决定。所述步进电机4与所述拉线位移传感器5之间的固定底板1之间设有油量标尺7，用以指示当前油量值。所述细绳6还设有指示点8，用以指示油量标尺7。
23.所述油量标尺7在所述步进电机4一侧设置有油量最大值刻度线，所述油量标尺7在所述拉线位移传感器5一侧设置有油量最小值刻度线，所述油量最大值刻度线与所述油量最小值刻度线之间均匀设置刻度线，指示点用8于指示油量值。
24.当然，上述油量标尺7的刻度设置需要根据实际情况进行选择调整，不仅仅包括上述的设置方式。
25.所述模拟控制器2的4个gpio口分别于步进电机驱动模块3的dir+、dir
‑
、pul+、pul
‑
接口连接；所述步进电机4的4根接线a+、a
‑
、b+、b
‑
分别与所述步进电机驱动模块3的4个接口a+、a
‑
、b+、b
‑
连接；所述步进电机驱动模块3通过12v直流电源供电。
26.实施例2：
27.一种用于水下装备控制单元测试的油缸模拟装置，包括固定底板1，和设置于其上的模拟控制器2、步进电机驱动模块3、步进电机4、拉线位移传感器5、细绳6；所述固定底板1右上方设有模拟控制器2；所述固定底板1左上方设有步进电机驱动模块3，位于模拟控制器2轴向左侧；所述固定底板1左下方设有步进电机4，位于步进电机驱动模块3轴向下侧；所述固定底板1右下方设有拉线位移传感器5，位于步进电机4右侧，模拟控制器2下侧；所述步进电机4与所述拉线位移传感器5通过细绳6连接，所述细绳6顺时针螺旋缠绕在步进电机4旋转轴上，并设有指示点；所述步进电机4与所述拉线位移传感器5之间的固定底板1区域设有油量标尺7，通过油量标尺指示当前油量值。
28.所述步进电机4与所述拉线位移传感器5之间的固定底板1区域设有油量标尺10，所述油量标尺7在所述步进电机4一侧设置有油量最大值刻度线，所述油量标尺10在所述拉线位移传感器5一侧设置有油量最小值刻度线，所述油量最大值刻度线与所述油量最小值刻度线之间均匀设置刻度线，油量差值为100ml，并在所述细绳6上设有指示点8，用于指示油量值。
29.所述模拟控制器2的4个gpio口分别于步进电机驱动模块3的dir+、dir
‑
、pul+、pul
‑
接口连接。所述步进电机4的4根接线a+、a
‑
、b+、b
‑
分别与所述步进电机驱动模块3的4个接口a+、a
‑
、b+、b
‑
连接；所述步进电机驱动模块3通过12v直流电源供电。
30.如图2所示，控制系统原理如下：
31.所述模拟控制器2，接收到水下移动平台控制单元的控制协议后，通过发送控制逻辑至所述步进电机驱动模块3，所述步进电机驱动模块3控制信号作用在所述步进电机4，使所述步进电机4旋转轴旋转，带动所述拉线位移传感器5拉绳伸缩。当所述拉线位移传感器5拉绳伸长时，水下移动平台控制单元采集的油量值增大；当所述拉线位移传感器5拉绳缩短时，水下移动平台控制单元采集的油量值减小；因此，当水下平台控制单元测试处于下潜阶段时，发送控制协议至所述模拟控制器2，所述步进电机4旋转轴逆时针旋转，所述拉线位移传感器5拉绳自动收缩变短；当水下控制单元测试处于上浮阶段时，发送控制协议至所述模拟控制器2，所述步进电机4旋转轴顺时针旋转，带动所述拉线位移传感器5拉绳伸长。