船用自动驾驶仪制造技术

一种船用自动驾驶仪，包括用于采集、处理和监控船舶行驶方向的主机单元（１）以及用于向主机单元（１）发出操舵指令和显示船舶行驶状态的面板控制单元（２），所述主机单元（１）包括：中央处理器（Ｕ１０１）、存储器（Ｕ１０２）、ＧＰＳ信号单元（１１）、罗经信号处理单元（１２）、左右舵监测、修正和控制单元（１３）和报警电路（１４）。本发明专利技术的自动驾驶仪可实现船舶的自动行驶，无需手动操舵，适合于各种船舶使用。

Marine autopilot

The autopilot for ship, including the host unit for the collection, treatment and monitoring of the ship driving direction (1) and (1) to the host unit for a ship steering instruction and display driving state of the panel control unit (2), the host unit (1) includes a central processor (U101), memory (U102), GPS (11), compass signal unit signal processing unit (12), left and right rudder monitoring, correction and control unit (13) and an alarm circuit (14). The automatic driving device of the invention can realize the automatic driving of the ship without manual steering, and is suitable for various ships.

【技术实现步骤摘要】

本 专利技术涉及确定目标方位从而操纵行驶的系统，尤其涉及一种船用自动驾驶仪。
技术介绍
目前自动驾驶仪在国内船艇中很少使用，而少数船艇中所使用的自动驾驶仪都属于老一代的模拟电路和继电器式驾驶仪，存在着故障率高、功能少、操作困难、尤其是航线不准确等缺点，不能为广大用户所接受。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种航线准确、方便操控的船用自动驾驶仪。本专利技术通过以下的技术方案来实现设计制造一种船用自动驾驶仪，包括用于采集、处理和监控船舶行驶方向的主机单元以及用于向主机单元发出操舵指令和显示船舶行驶状态的面板控制单元，所述主机单元包括中央处理器，用于读取和处理航行数据，指挥和控制航行方向；存储器，存放有偏航设置角度、舵限制角度、罗经修正量数据，供所述中央处理器调用；GPS信号单元，用于把GPS信号送入中央处理器进行识别处理，由中央处理器调解并输出导航方位信号；罗经信号处理单元，用于采集反映航行状态信息的罗经信号并把该罗经信号送入中央处理器进行处理，处理后的数字信号通过数据线输送到面板控制单元显示；左右舵监测、修正和控制单元，用于采集左右舵的方向信号，该左右舵的方向信号被分成两路，一路送到面板控制单元作为舵表指示，另一路通过左右舵比较电路、中央处理器和天气控制电路的比较和计算获得左右舵的方向修正量，由中央处理器发出左右舵的操作指令；报警电路，用于当所述中央处理器判断出现航向偏差或需要值班报警时发出警报声。所述面板控制单元包括与主机单元的信号输入端连接的按键开关电路、舵角调节旋钮、反舵角调节旋钮、天气调节旋钮、航向指示、舵角指示和状态指示灯。另外，本专利技术的船用自动驾驶仪还包括与主机单元有线或无线连接的遥控电路。所述GPS信号单元包括与中央处理器的输入端连接的NMEA信号输入和耦合放大电路以及与中央处理器的输出端连接的放大电路和NMEA信号输出。所述罗经信号处理单元包括罗经传感器、与所述罗经传感器输入端连接的振荡器和放大电路，所述罗经传感器的信号输出经LC滤波电路、整流电路、RC匹配电路、正、余比较电路连接所述中央处理器的信号输入端。所述左右舵监测、修正和控制单元包括顺序单向连接的舵反应器、左右舵比较电路、运算比较电路和天气控制电路，该天气控制电路的输出端分成两路，一路接左舵控制电路、左舵驱动电路和左舵电磁阀，另一路接右舵控制电路、右舵驱动电路和右舵电磁阀；所述中央处理器的信号输入和输出端分别连接所述左右舵比较电路和运算比较电路，所述天气控制电路的输入端还连接面板控制单元。所述报警电路包括与中央处理器的信号输入端连接的警报驱动电路和蜂鸣器以及与所述警报驱动电路的输出端连接的外接警报器。所述中央处理器将所述罗经信号处理单元传送来的罗经方位信号与通过面板控制单元手动设置的方位、或通过遥控电路遥控设置的方位、或通过GPS信号单元接收的卫星信号的方位进行处理比较，然后在39脚输出比较信号电平给所述左右舵监测、修正和控制单元的运算比较电路与舵信号进行比较。所述遥控电路包括由D91～D98、R91～R102、C91～C94组成的遥控匹配电路，当外接遥控器是方向盘或驾驶柄时，所述中央处理器将对遥控信号自动识别。所述GPS信号单元的GPS信号经包括R71、D71、U5元件的光电耦合输入电路，在U5的6脚输出到中央处理器进行识别处理，由中央处理器调解出航线方位信号。与现有技术相比较，本专利技术的自动驾驶仪将数字电路和模拟电路相结合，采用了高性能的8位微处理器进行各功能转换和处理，简化了电路元件和加强了可靠性，可设置磁罗经的方位角度进行自动行驶，并能进行航线监视并修改和报警，功能强大；同时设计了GPS(全球定位系统)输入电路，连接GPS单元的NMEA0183数据信号，使自动驾驶仪能按照GPS单元的航线行驶，因而航线更加准确；此外，还可连接有线遥控器在驾驶室外进行操舵，使驾驶员能简易、方便地操控船只，特别适合于各种中小型渔船中使用。附图说明图1是本专利技术船用自动驾驶仪的面板控制单元2的外观图；图2是本专利技术船用自动驾驶仪的主机单元1的一级原理方框图；图3是本专利技术船用自动驾驶仪的主机单元1的二级原理方框图；图4是所述面板控制单元2的原理方框图；图5是所述主机单元1的电路原理图；图6是所述面板控制单元2的电路原理图。具体实施例方式下面结合附图及最佳实施例对本专利技术作进一步详尽的描述。本专利技术的船用自动驾驶仪主要由用于采集、处理和监控船舶行驶方向的主机单元1以及用于向主机单元1发出操舵指令和显示船舶行驶状态的面板控制单元2组成，如图1所示，所述主机单元1包括中央处理器U101，用于读取和处理航行数据，指挥和控制航行方向；存储器U102，与中央处理器U101双向连接，存放有偏航设置角度、舵限制角度、罗经修正量数据，供所述中央处理器U101调用；GPS信号单元11，与中央处理器U101的双向连接，用于把GPS信号送入中央处理器U101进行识别处理，由中央处理器U101调解并输出导航方位信号；罗经信号处理单元12，与中央处理器U101的输入端连接，用于采集反映航行状态信息的罗经信号并把该罗经信号送入中央处理器U101进行处理，处理后的数字信号通过数据线输送到面板控制单元2显示；左右舵监测、修正和控制单元13，与中央处理器U101和面板控制单元2双向连接，用于采集左右舵的方向信号，该左右舵的方向信号被分成两路，一路送到面板控制单元2作为舵表指示，另一路通过左右舵比较电路、中央处理器U101和天气控制电路的比较和计算获得左右舵的方向修正量，由中央处理器U101发出左右舵的操作指令；报警电路14，与中央处理器U101的输出端连接，用于当所述中央处理器U101判断出现航向偏差或需要值班报警时发出警报声。如图1和4所示，所述面板控制单元2的壳体通过螺丝28连接到支架29上，壳体内设置有与主机单元1的信号输入端连接的按键开关电路21、指示灯驱动电路、数字显示电路等；其控制面板上设置有所述按键开关电路21的按键组211、舵角调节旋钮22、反舵角调节旋钮23、天气调节旋钮24、航向指示25、舵角指示26、状态指示灯27和航向调节旋钮20。上述各调节旋钮与主机单元1的信号输入端连接，舵角指示26则与主机单元1双向连接。矩阵按键开关电路由K01-K08和A0-A2组成，可完成各种功能转换和设置，设置数据可存入EEPROM存储器，不易丢失资料。本专利技术的船用自动驾驶仪的工作原理参见图5所示的主机单元1的电路原理图和图6所示的面板控制单元2的电路原理图。一、电源部分当船用供电加入驾驶仪时，经15A保险丝到调整管Q201的E极，在C极调整输出+11VDC向U2、U3、U4运算放大电路等电路提供工作电压。Q202和ZD201等构成Q201的偏置电路，电阻R204、R205、Q203组成比较电路。当电源开关K201接通时，Q202的E极经电阻R203接地，Q202开始工作，将Q201的B极电位拉低使其导通。Q201的C极输出电压另一路经Q203的E极输出比较电压，调节Q202的E极电位，从而达到稳压目的。在Q201的C极输出+11VDC另一路经U201三端稳压器稳压为+5VDC，供给中央处理器和面板显示电路等的工作电压。如图5所示。二、整机工作原理如图3、图5和图6所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用自动驾驶仪，包括用于采集、处理和监控船舶行驶方向的主机单元（１）以及用于向主机单元（１）发出操舵指令和显示船舶行驶状态的面板控制单元（２），其特征在于，所述主机单元（１）包括：中央处理器（Ｕ１０１），用于读取和处理航行数据， 指挥和控制航行方向；存储器（Ｕ１０２），存放有偏航设置角度、舵限制角度、罗经修正量数据，供所述中央处理器（Ｕ１０１）调用；ＧＰＳ信号单元（１１），用于把ＧＰＳ信号送入中央处理器（Ｕ１０１）进行识别处理，由中央处理器（Ｕ１０１ ）调解并输出导航方位信号；罗经信号处理单元（１２），用于采集反映航行状态信息的罗经信号并把该罗经信号送入中央处理器（Ｕ１０１）进行处理，处理后的数字信号通过数据线输送到面板控制单元（２）显示；左右舵监测、修正和控制单元（１３ ），用于采集左右舵的方向信号，该左右舵的方向信号被分成两路，一路送到面板控制单元（２）作为舵表指示，另一路通过左右舵比较电路、中央处理器（Ｕ１０１）和天气控制电路的比较和计算获得左右舵的方向修正量，由中央处理器（Ｕ１０１）发出左右舵的操作指令；报警电路（１４），用于当所述中央处理器（Ｕ１０１）判断出现航向偏差或需要值班报警时发出警报声。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华平，黄冠南，庄惠林，
申请(专利权)人：陈华平，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]