专利名称：一种深海非接触式信号双向冗余传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及深海非接触式信号双向传输装置。
背景技术：
水下自治机器人(AUV)、水下遥控机器人(ROV)及载人深潜器(DSV)是深海科学考察和资源勘测的主要运载设备，在下潜作业过程中，上述运载设备都会搭载一系列的科考工具。科考工具与设在深潜器内的计算机实行双向信号传输。为了确保ROV、AUV和DSV的绝对安全，在紧急状态下，运载设备必须和科考工具成功分离。因此，运载设备与科考工具之间的通讯需要采用非接触式信号传输装置来实现。目前水下信号传输主要通过水声技术来实现，但是水声信号的处理非常复杂，水声设备的功耗也很大，不适合电池供电的科考工具。而且深海环境特殊，采用单一的通讯媒介不能完全保证通讯成功，作业现场需要高可靠性的冗余无线信号传输系统。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高可靠性的深海非接触式信号双向冗余传输装置。
本实用新型的深海非接触式信号双向冗余传输装置包括科考工具、设在深潜器内的计算机，其特征是还包括第一线圈、第二线圈、第一调制解调器、第二调制解调器、第一光学探头和第二光学探头，第一线圈与第二线圈彼此相隔同轴线套置在辅助定位棒上，第一光学探头与第二光学探头的前端面板相对相距5米以内，第一光学探头和第一线圈与第一调制解调器的输入/输出端口相连，第一调制解调器的输出/输入端口与科考工具相连，第二调制解调器的输入/输出端口与第二光学探头和第二线圈连接，第二调制解调器的输出/输入端口与计算机相连。
上述的科考工具可以是传感器、采样器或其它深海作业工具。第一调频调制解调器和第二调频调制解调器中分别集成有通讯模式切换开关。
上述的第一光学探头、第二光学探头结构相同，可以由发光管和光电管组成，探头的前端面板上嵌入一个发光管阵列作为信号发射部分和一个光电管作为信号接收部分工作时，科考工具传出的探测信号，在第一调制解调器中被调制成频带信号，该信号通过线圈组耦合传递到第二调制解调器被解调，然后再传递到深潜器内的计算机。从深潜器发出的数字控制信号，在第二调制解调器中被调制成频带信号，该信号通过线圈组耦合传递到第一调制解调器被解调，然后再传递到科考工具。
当出现故障或者通讯距离比较远时，通过第一、第二调频调制解调器的通讯模式切换开关关闭线圈驱动电路，启动光通讯电路。同理，科考工具传出的探测信号，在第一调制解调器中被调制成发光管驱动信号，已调信号通过发光管和光电管的作用传递到第二调制解调器被解调，然后再传递到深潜器内的计算机。从深潜器发出的数字控制信号，在第二调制解调器中被调制成发光管驱动信号，已调信号通过发光管和光电管的作用传递到第一调制解调器被解调，然后再传递到科考工具。
由于本装置的信号传递是通过两个独立的线圈或者两个独立的光学探头完成的，所以可以在深潜器和科考工具之间实现非接触式信号传递，避免作业工具与海底物体缠结而限制深潜器移动的危急情况。同时，因为本装置具有备用通讯方式的特点，在一种通讯方式无效的情况下，可采用另一种通讯方式，因此能完全保证通讯成功，可靠性好，本装置还具有功耗低、耐高压、有备用通讯方式的特点。
图1是本实用新型的构成示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的深海非接触式信号双向冗余传输装置包括科考工具1、第一线圈3、第二线圈4、第一调制解调器2、第二调制解调器5、设在深潜器内的计算机6、第一光学探头7和第二光学探头8，第一线圈与第二线圈彼此相隔同轴线套置，通常，为提高两个线圈的信号耦合效果，可如图所示，将位于内侧的第二线圈4固定在PVC辅助定位棒9上，第一光学探头7与第二光学探头8的前端面板相对距离是由机械手的作业半径决定，一般相距5米以内，第一光学探头7和第一线圈3与第一调制解调器2的输入/输出端口相连，第一调制解调器2的输出/输入端口与科考工具1相连，第二调制解调器5的输入/输出端口与第二光学探头8和第二线圈4连接，第二调制解调器5的输出/输入端口与计算机6相连。
为了适应海底高压环境，通常将第一调制解调器与科考工具中的电路集成封装在耐压壳体内或者也可以分别置于耐压壳体内，通过电缆连接。
上述的第一调制解调器和第二调制解调器各由光学信号部分和电磁信号部分两部分组成，由通讯模式切换开关选择通讯模式。由于电磁波在海水中传播时激起的传导电流，会使电磁波的能量急剧衰减，频率愈高，衰减愈快，为保证本装置的信号传输质量，应该尽量降低载波频率，通常可采取将第一、第二调频调制解调器中的调制环节采用载波频率较低的芯片XR2206，解调环节采用载波频率较低的芯片XR2211，以尽量降低载波频率，保证本装置的信号传输质量。
权利要求1.深海非接触式信号双向冗余传输装置，包括科考工具(1)、设在深潜器内的计算机(6)，其特征是还包括第一线圈(3)、第二线圈(4)、第一调制解调器(2)、第二调制解调器(5)、第一光学探头(7)和第二光学探头(8)，第一线圈(3)与第二线圈(4)彼此相隔同轴线套置在辅助定位棒(9)上，第一光学探头(7)与第二光学探头(8)的前端面板相对相距5米以内，第一光学探头(7)和第一线圈(3)与第一调制解调器(2)的输入/输出端口相连，第一调制解调器(2)的输出/输入端口与科考工具(1)相连，第二调制解调器(5)的输入/输出端口与第二光学探头(8)和第二线圈(4)连接，第二调制解调器(5)的输出/输入端口与计算机(6)相连。
2.根据权利要求1所述的深海非接触式信号双向冗余传输装置，其特征是所说的同轴线套置的位于内侧的第二线圈(4)固定在辅助定位棒(9)上。
3.根据权利要求1所述的深海非接触式信号双向冗余传输装置，其特征是第一调制解调器(2)与科考工具(1)中的电路集成封装在耐压壳体内或分别置于耐压壳体内。
4.根据权利要求1或2所述的深海非接触式信号双向冗余传输装置，其特征是所说的科考工具(1)是传感器、采样器或深海作业工具。
5.根据权利要求1所述的深海非接触式信号双向冗余传输装置，其特征是第一、第二调频调制解调器的调制环节采用芯片XR2206，解调环节采用芯片XR2211。
专利摘要本实用新型的深海非接触式信号双向冗余传输装置包括科考工具、设在深潜器内的计算机，第一、第二两个线圈、第一、第二两个调制解调器、第一、第二两个光学探头，第一线圈与第二线圈彼此相隔同轴线套置，第一光学探头与第二光学探头的前端面板相对相距5米以内，第一光学探头和第一线圈与第一调制解调器的输入/输出端口相连，第一调制解调器的输出/输入端口与科考工具相连，第二调制解调器的输入/输出端口与第二光学探头和第二线圈连接，第二调制解调器的输出/输入端口与计算机相连。由于本装置具有备用通讯方式的特点，在一种通讯方式无效的情况下，可采用另一种通讯方式，因此能完全保证通讯成功，可靠性好。
文档编号G08C23/04GK2735467SQ20042002246
公开日2005年10月19日 申请日期2004年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者杨灿军, 赵伟, 陈鹰, 金波 申请人:浙江大学