[实用新型]一种不依赖艏向信号的船舶自动操纵系统

说明书

本实用新型公开了一种不依赖艏向信号的船舶自动操纵系统。它包括用于输出指令舵角的舵轮、用于输出船位信息的定位模块、用于实时检测船体实际舵角和船体回转角速度的舵角反馈单元、用于确定转舵指令信号的控制单元和用于驱动舵叶转动的液压舵机，所述舵轮、定位模块、舵角反馈单元的信号输出端分别与控制单元的多个信号输入端电连接，所述控制单元的信号输出端与液压舵机的信号输入端电连接。本实用新型能实现艏向信号缺失条件下的船舶自动操纵控制，降低了人工作业强度，大大提高了经济效益及船舶航行的安全性。

技术领域

本实用新型属于船舶操纵控制技术领域，是针对船舶航行过程中艏向信号缺失的情况而提出的一种解决方法，具体涉及一种不依赖艏向信号的船舶自动操纵系统。

背景技术

船舶自动操纵控制现已成为船舶操纵控制的主要方式，其基本原理是在自动舵装备中利用各种导航设备传送来的船舶运动信息，通过相应的控制算法给出操舵控制信号，控制舵机适当转舵，进而使船舶按需要的航行计划航行，例如自动保持在给定的航向上航行即航向控制、自动沿着设定的航线航行即航迹控制等。其中船舶运动信息主要包括舵角信息、艏向信息和位置信息。而在自动控制时无论是航向控制还是航迹控制，都需要获得船舶的实际艏向信息，艏向信号的缺失会导致自动舵设备瘫痪，无法实现船舶的自动操纵控制。

在船舶航行过程中，自动舵设备中艏向信号的缺失是一种常见的故障情况。比如船上罗经等设备出现故障时，船舶操纵就会获取不到艏向信息；再比如一些近海作业的小型民用船舶从经济成本和作业海域考虑，在船舶建造时没有配备罗经设备，也就不会有艏向信号。船舶依靠现有的自动舵设备，在艏向信号缺失的情况下均无法完成自动操纵。

由于GPS和北斗等导航定位系统的成本较低，如今已经开始广泛应用于航海领域，几乎所有船舶都已经装配了导航定位系统。对于一些没有配备罗经等设备的小型渔船而言，其出海时虽然无法获取实际艏向信号，但驾驶人员能依靠航行经验，通过人工操控的方法，根据GPS获得每一时刻的船舶位置信息以及船位偏离航线的大小，通过适当转舵调整船的前进方向，可使船舶大致按计划航线航行。

但是上述操纵方式会明显增加人工作业的强度，而且由于人工控制的不精确性将使航程显著增加，油耗增多，通常只适合小型船舶在近海作业，不适合远距离的出海航行。目前很多渔船为提高经济效益，期望去远海水域进行捕渔作业，那么这种没有装配罗经设备的小型渔船，仅靠人工操纵的方式是无法实现远海航行的。当前一些大型货船的船舶自动化程度越来越高，船员数量越来越少，在船舶艏向信号缺失以后，自动舵设备瘫痪无法实现船舶自动操纵，只能依靠人工操纵的方式操控船舶，因为船员较少，将显著增大劳动作业强度，无法保证船舶操纵的精确性和安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种不依赖艏向信号的船舶自动操纵系统，实现船舶在艏向信号缺失以后还能较精准地沿设定航线航行，减少无用的航行路程，使得油耗降低，航行效益和安全性大大提高。

本实用新型采用的技术方案是：一种不依赖艏向信号的船舶自动操纵系统，包括用于输出指令舵角的舵轮、用于获得船位信息的定位模块、用于实时检测船体实际舵角和船体回转角速度的舵角反馈单元、用于确定转舵指令信号的控制单元和用于驱动舵叶转动的液压舵机，所述舵轮、定位模块、舵角反馈单元的信号输出端分别与控制单元的多个信号输入端电连接，所述控制单元的信号输出端与液压舵机的信号输入端电连接。