专利名称：一种新型船笛方位转动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种船笛方位转动装置，属于船笛方位转动装置的改造技术。
2、背景技术按国际海事组织IMO(International Marine Origination)规则，要求船笛输出很高的声压级，例如，75-200米的船长为138dB/1m，而200米以上的船长为143dB/1m，以有足够强的鸣笛信号，提醒对方避免船舶之间的碰撞。为了获得这样强的声压级，一般船笛都采用号筒喇叭，但这样号筒喇叭却存在着明显的方向性，导致在使用过程中带来一些不良效果，例如，由于一般船笛的安装都是喇叭口对着船首的，形成喇叭背面的船尾部分，声压强度分布最低，故随船尾的船舰就听不清该船的鸣笛声。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种使船笛能按实际需要旋转，使喇叭口对准对应的方向，使得船笛在此方向上的鸣笛声压强度最大、最清晰的船笛方位转动装置。本实用新型由于具有可以转动船笛方位的遥控功能，故特别适用于海上缉私、追捕；海上保安巡逻、警戒；消防、救生；引航、监察、航监、渔监、渔检和海上管理的船舰、艇等场合使用。
本实用新型的结构示意图如图1所示，包括有支架(1)、藕合齿轮传动副(2、3)、旋转托板(4)、底座(6)、传感器(7)、减速器(8)、电机(9)及其控制器(10)，其中电机(9)固装在底座(6)上，且其输出轴与减速器(8)的输入轴连接，藕合齿轮传动副(2、3)中的主动轮(3)与减速器(8)的输出轴连接，从动轮(2)与主动轮(3)啮合，传感器(7)通过支架(1)与从动轮(2)连接，控制器(10)的输入端与传感器(7)的输出端连接，控制器(10)的输入端与电机(9)的输入端连接。上述主动轮(3)上还连接有旋转托板(4)。
上述控制器(10)包括有发送装置、接收装置，其中发送装置包括有角度测量器T11、判别/编码电路T12、发送电路T13、电子开关电路T14、执行电路T15，接收装置包括有接收电路T21、接收/解码电路T22、控制电路T23、显示电路T24，判别/编码电路T12的输入端与角度测量器T11的输出端连接，判别/编码电路T12的输出端分别与发送电路T13的输入端连接及与电子开关电路T14的输入端连接，发送电路T13的输出端与接收电路T21的输入端连接，接收电路T21的输出端与接收/解码电路T22的输入端连接，接收/解码电路T22的输出端分别与控制电路T23及显示电路T24的输入端连接，控制电路T23的输出端及电子开关电路T14的输出端分别与执行电路T15连接。
上述显示电路T24的输入端还连接有调光装置，调光装置包括有数字电位器T31、缓冲放大器T32、调节电路T33，其中缓冲放大器T32的输入端与数字电位器T31的输出端连接，缓冲放大器T32的输出端与调节电路T33的输入端连接，调节电路T33的输出端与显示电路T24的输入端连接。
本实用新型由于采用可使船笛能按实际需要旋转的结构，故能使喇叭口对准对应的方向，使得船笛在此方向上的鸣笛声压强度最大、最清晰。本实用新型可以在驾驶室内通过自动控制器面板上的船遥控键，非常方便地使船笛转动，并且通过控制器面板上的数字角度显示直接读出船笛所处的方位角度。本实用新型结构简单、测量精确、数据传输可靠，实验中在50米距离和在大功率电机干扰的环境下仍然能正常工作。这种船笛方位可以转动的遥控功能，特别适用于海上缉私、追捕；海上保安巡逻、警戒；消防、救生；引航、监察、航监、渔监、渔检和海上管理的船舰、艇等。该产品可以替代国外同类产品，国内尚属空白，而且其性价比优于国外同类产品，市场前景广阔。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型中发送装置的原理框图；图3为本实用新型中接收装置的原理框图；图4为本实用新型中调光装置的原理框图；图5为本实用新型中发送装置的电路原理图；图6为本实用新型中接收装置的电路原理图；图7为本实用新型中调光装置的电路原理图。
具体实施方式
实施例本实用新型的结构示意图如图1所示，包括有支架(1)、藕合齿轮传动副(2、3)、旋转托板(4)、底座(6)、传感器(7)、减速器(8)、电机(9)及其控制器(10)，其中电机(9)固装在底座(6)上，且其输出轴与减速器(8)的输入轴连接，藕合齿轮传动副(2、3)中的主动轮(3)与减速器(8)的输出轴连接，从动轮(2)与主动轮(3)啮合，传感器(7)通过支架(1)与从动轮(2)连接，控制器(10)的输入端与传感器(7)的输出端连接，控制器(10)的输入端与电机(9)的输入端连接。
上述主动轮(3)上还连接有旋转托板(4)。
上述底座(6)的上端还设有防护罩(5)。
上述控制器(10)包括有发送装置、接收装置，其中发送装置包括有角度测量器T11、判别/编码电路T12、发送电路T13、电子开关电路T14、执行电路T15，接收装置包括有接收电路T21、接收/解码电路T22、控制电路T23、显示电路T24，判别/编码电路T12的输入端与角度测量器T11的输出端连接，判别/编码电路T12的输出端分别与发送电路T13的输入端连接及与电子开关电路T14的输入端连接，发送电路T13的输出端与接收电路T21的输入端连接，接收电路T21的输出端与接收/解码电路T22的输入端连接，接收/解码电路T22的输出端分别与控制电路T23及显示电路T24的输入端连接，控制电路T23的输出端及电子开关电路T14的输出端分别与执行电路T15连接。
上述显示电路T24的输入端还连接有调光装置，调光装置包括有数字电位器T31、缓冲放大器T32、调节电路T33，其中缓冲放大器T32的输入端与数字电位器T31的输出端连接，缓冲放大器T32的输出端与调节电路T33的输入端连接，调节电路T33的输出端与显示电路T24的输入端连接。
上述发送装置中的角度测量器T11包括有角度传感器U1以及电阻R1～R10，判别/编码电路T12包括有集成块IC1以及相关外围电路，发送电路T13包括有三极管T3、T4，二极管D1、D2，电阻R13、R14，电子开关电路T14包括有电阻R11、R12，三极管T1、T2，执行电路T15包括有继电器L1、L2，二极管D3、D4及电机M1，其中角度传感器U1的输出端与集成块IC1的输入接口连接，集成块IC1的输出接口通过三极管T1、T2与继电器L1、L2连接，电机M1通过继电器L1、L2与电源连接，集成块IC1还通过三极管T3、T4与接收电路T21中的集成块IC4连接。
上述接收装置中的接收电路T21包括有集成块IC4，电容C1，二极管D5、电阻R25、R26，接收/解码电路T22包括有IC3及相关外围电路，控制电路T23包括有集成块IC5及三极管T11～T14、电阻R28～R35，控制按钮S1、S2，显示电路T24包括有三位7段共阳LED显示器U2，集成块IC2，二极管D6、D7，三极管T5～T10，电阻R16～R24、R27，其中集成块IC4的输出与IC3的输入接口连接，IC3的输出接口分别与IC2、IC5的输入接口连接，IC2的输出接口与三位7段共阳LED显示器U2连接，IC5的输出接口通过三极管T13、T14与执行电路T15中的继电器L1、L2连接。
上述调光装置中的数字电位器T31包括有集成块IC6、二极管D8、电容C2以及按钮S3、S4，缓冲放大器T32包括有集成块IC8以及电阻R36，集成块IC8、以及电阻R36组成同相缓冲器，调节电路T33包括有集成块IC7以及二极管D9、D10，电容C3、C4，电阻R37，其中按钮S3、S4与集成块IC6的输入接口连接，集成块IC6的输出接口与集成块IC8的输入接口连接，集成块IC8的输出接口通过集成块IC7与显示电路T24连接。
其中IC1为PIC16C57，IC2为BCD-7段译码/显示驱动(开路)集成块，IC3为PIC16C54，IC4为4N38，IC5为74LS03，IC6为X9511，X9511是内带EEROM的数字式电位器，IC7为LM317，IC8为LM258。
上述角度传感器U1选用绝对型格雷编码、测量输出0～360°，精确度1°，3位BCD码输出。由于角度传感器是开路输出，所以需要加上上拉电阻R1～电阻R10。角度传感器U1内部结构由格雷光电编码盘，光电检测门，译码电路以及输出缓冲级等部件组成，有较高的精确度和可靠性。由于方位角度传感器输出为三位BCD码，且以并行形式输出，其输出接口输出引线连电源共有16条，这样引线从引入驾驶室里，其安装和维护十分困难。为此在电路设计时采用串行通信的方法。并/串行的转换操作由PIC16C57完成，角度传感器输出的个、十、百位BCD码分别输入到PIC16C57的RA0～RA3和RB0～RB5，经过转换成左、右175°，然后由RB7脚以串行形式输出，经电平转换电路提升到+12V发送到接收端，以提高数据通信距离和数据传输的提高抗干扰能力。同时PIC16C57还担负完成判溢的工作，当所测角度在5°～355°范围以外，PIC16C57输出溢出指示，并以串行方式发送到接收端。同时对应RC1或RC3脚变为低电平，关断对应的晶体管，防止电机继续转动。发送电路T13将发送电平提高(从+5V提高到+12V)以提高通信性能。二极管D1、二极管D2是提高三极管T3的导通电平使得通信更可靠。电子开关电路T14是当旋转装置超出预定范围后，对应三极管T1或三极管T2关断，防止电机继续转动。执行电路T15中的继电器L1、L2接成互锁的形式以防止两者同时吸合引起短路。二极管D3、二极管D4用以吸收继电器释放而引起的浪涌电流。
本实用新型使用时，单片机PIC16C54作为接收以及驱动部件，负责接收串行数据以及驱动显示角度和溢出时停止转动。串行数据通过光电耦合器4N38缓冲送到PIC16C54的RB7脚进行接收，并且把数据存放到寄存器中。PIC16C54的RB6、RB5、RB4脚与集电极开路BCD-7段译码/驱动器74LS247配合组成动态扫描三位角度显示。PIC16C54的RA2、RA3两脚平时为高电平而当转向角度向左或向右大于等于175度时对应脚变为低电平，逻辑门被封锁(发送端的PIC16C57的RC1或RC3脚变为低电平，关断对应的晶体管，形成双保险)，即使对应键按下继电器也不会吸合，从而防止超出转向范围。此时对应的方向指示灯会不断闪烁。另外所使用的电机应选用减速的直流电机或三相交流电机，而且继电器应接为互锁形式以防误操作时发生短路故障。
接收电路T21是将传输线上的+12V电平转换成+5V电平。接收/解码电路T22完成将串行数据转换成并行数据并将其以动态扫描的方式输出显示。控制按钮T23中，当按下S1或S2时，对应三极管T13或三极管T14将会导通，将+12V电源供给发送端的继电器L1、L2。显示电路T24中的显示器U2为三位7段共阳LED，IC2是BCD-7段译码/显示驱动(开路)集成块，三极管T5～三极管T10、电阻R16～电阻R24组成动态扫描电路，U2、IC2、三极管T5～三极管T10、电阻R16～电阻R24完成角度的显示。IC7以及二极管D9、二极管D10、电容C3、电容C4、电阻R37使电压组成线性可调稳压源。
权利要求1.一种新型船笛方位转动装置，其特征在于包括有支架(1)、藕合齿轮传动副(2、3)、旋转托板(4)、底座(6)、传感器(7)、减速器(8)、电机(9)及其控制器(10)，其中电机(9)固装在底座(6)上，且其输出轴与减速器(8)的输入轴连接，藕合齿轮传动副(2、3)中的主动轮(3)与减速器(8)的输出轴连接，从动轮(2)与主动轮(3)啮合，传感器(7)通过支架(1)与从动轮(2)连接，控制器(10)的输入端与传感器(7)的输出端连接，控制器(10)的输入端与电机(9)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的新型船笛方位转动装置，其特征在于上述主动轮(3)上还连接有旋转托板(4)。
3.根据权利要求2所述的新型船笛方位转动装置，其特征在于上述底座(6)的上端还设有防护罩(5)。
4.根据权利要求1或2或3所述的新型船笛方位转动装置，其特征在于上述控制器(10)包括有发送装置、接收装置，其中发送装置包括有角度测量器T11、判别/编码电路T12、发送电路T13、电子开关电路T14、执行电路T15，接收装置包括有接收电路T21、接收/解码电路T22、控制电路T23、显示电路T24，判别/编码电路T12的输入端与角度测量器T11的输出端连接，判别/编码电路T12的输出端分别与发送电路T13的输入端连接及与电子开关电路T14的输入端连接，发送电路T13的输出端与接收电路T21的输入端连接，接收电路T21的输出端与接收/解码电路T22的输入端连接，接收/解码电路T22的输出端分别与控制电路T23及显示电路T24的输入端连接，控制电路T23的输出端及电子开关电路T14的输出端分别与执行电路T15连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的新型船笛方位转动装置，其特征在于上述显示电路T24的输入端还连接有调光装置，调光装置包括有数字电位器T31、缓冲放大器T32、调节电路T33，其中缓冲放大器T32的输入端与数字电位器T31的输出端连接，缓冲放大器T32的输出端与调节电路T33的输入端连接，调节电路T33的输出端与显示电路T24的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的新型船笛方位转动装置，其特征在于上述发送装置中的角度测量器T11包括有角度传感器U1以及电阻R1～R10，判别/编码电路T12包括有集成块IC1以及相关外围电路，发送电路T13包括有三极管T3、T4，二极管D1、D2，电阻R13、R14，电子开关电路T14包括有电阻R11、R12，三极管T1、T2，执行电路T15包括有继电器L1、L2，二极管D3、D4及电机M1，其中角度传感器U1的输出端与集成块IC1的输入接口连接，集成块IC1的输出接口通过三极管T1、T2与继电器L1、L2连接，电机M1通过继电器L1、L2与电源连接，集成块IC1还通过三极管T3、T4与接收电路T21中的集成块IC4连接。
7.根据权利要求5所述的新型船笛方位转动装置，其特征在于上述接收装置中的接收电路T21包括有集成块IC4，电容C1，二极管D5、电阻R25、R26，接收/解码电路T22包括有IC3及相关外围电路，控制电路T23包括有集成块IC5及三极管T11～T14、电阻R28～R35，控制按钮S1、S2，显示电路T24包括有三位7段共阳LED显示器U2，集成块IC2，二极管D6、D7，三极管T5～T10，电阻R16～R24、R27，其中集成块IC4的输出与IC3的输入接口连接，IC3的输出接口分别与IC2、IC5的输入接口连接，IC2的输出接口与三位7段共阳LED显示器U2连接，IC5的输出接口通过三极管T13、T14与执行电路T15中的继电器L1、L2连接。
8.根据权利要求5所述的新型船笛方位转动装置，其特征在于上述调光装置中的数字电位器T31包括有集成块IC6，二极管D8，电容C2以及按钮S3、S4，缓冲放大器T32包括有集成块IC8以及电阻R36，集成块IC8以及电阻R36组成同相缓冲器，调节电路T33包括有集成块IC7以及二极管D9、D10，电容C3、C4，电阻R37，其中按钮S3、S4与集成块IC6的输入接口连接，集成块IC6的输出接口与集成块IC8的输入接口连接，集成块IC8的输出接口通过集成块IC7与显示电路T24连接。
专利摘要本实用新型是一种新型船笛方位转动装置。包括有支架(1)、藕合齿轮传动副(2、3)、旋转托板(4)、底座(6)、传感器(7)、减速器(8)、电机(9)及其控制器(10)，其中电机(9)的输出轴与减速器(8)的输入轴连接，藕合齿轮传动副(2、3)中的主动轮(3)与减速器(8)的输出轴连接，从动轮(2)与主动轮(3)啮合，传感器(7)通过支架(1)与从动轮(2)连接，控制器(10)的输入端与传感器(7)的输出端连接，控制器(10)的输入端与电机(9)的输入端连接。本实用新型可使船笛能按实际需要旋转，能使喇叭口对准对应的方向，使得船笛在此方向上的鸣笛声压强度最大、最清晰。本实用新型可以在驾驶室内通过自动控制器面板上的船遥控键，非常方便地使船笛转动，并且通过控制器面板上的数字角度显示直接读出船笛所处的方位角度。本实用新型结构简单、测量精确、数据传输可靠，在远距离和在大功率电机干扰的环境下仍能正常工作。
文档编号B63B45/08GK2541325SQ0222702
公开日2003年3月26日 申请日期2002年4月23日 优先权日2002年4月23日
发明者林衡华 申请人:林衡华