專利名稱：一種無人駕駛氣象探測船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣象探測船，特別是一種可自動航行的無人駕駛氣象探 測船。
背景技術(shù)：
海洋對大氣的影響十分重要，特別是海洋對災(zāi)害性氣象如臺風(fēng)的發(fā)生與 發(fā)展影響，起到極為重要的作用，準確預(yù)報是保障社會安定和國民經(jīng)濟可持 續(xù)發(fā)展的重要工作。而氣象部門預(yù)報主要依賴于對關(guān)注海洋區(qū)域的定期或不 定期的氣象觀測數(shù)據(jù)，因此，氣象觀測數(shù)據(jù)的區(qū)域、時空密度、準確度、實 時性等因素將直接關(guān)系到天氣預(yù)報的準確性。
以往的海洋氣象觀測設(shè)備，主要包括固定浮標氣象站和船舶觀測氣象 站。固定浮標氣象站需放置在近海區(qū)域固定點進行氣象數(shù)據(jù)測量，若進行多
點測量則需放置多個浮標，存在重復(fù)投入的問題；船舶觀測系統(tǒng)雖具有長期 連續(xù)、定點檢測的特點，但是有人駕駛船舶觀測系統(tǒng)的風(fēng)險較高，不能適應(yīng) 全天候、惡劣海況下機動觀測的需要。
專利申請?zhí)?00610048006. 1的一種可自動巡航的無人駕駛船的發(fā)明專
利申請，它包括船體、動力、推進系統(tǒng)、方向舵及速度控制器、電動伺服機 構(gòu)、導(dǎo)航控制計算機、位置/航向傳感器、無線數(shù)據(jù)鏈路、遙控接收機和電 源。可實現(xiàn)按預(yù)定程序航行到設(shè)定位點、并能自動返回基地。但遺憾的是， 它只是一個無人駕駛的水上運載工具，功能單一，不具有氣象測量功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種把無人駕駛船與氣象測 量裝置有機融為一體的技術(shù)，利用該技術(shù)可自動完成監(jiān)控海域各位置的氣象 參數(shù)釆集工作，具有工作效率高、測量范圍廣、機動靈活、效費比高等優(yōu)點。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的-
由船體及裝于船體上的動力、推進機構(gòu)、方向舵、伺服機、導(dǎo)航控制計 算機、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、位置/航向傳感器及桅桿構(gòu)成的無人駕駛船和氣象測量 裝置組成，其所述的氣象測量裝置包括裝于桅桿上的氣象傳感器，氣象傳感 器與數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)輸入端相連，數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)輸出端以及導(dǎo)航控制 計算機的測控數(shù)據(jù)輸出端分別與串口服務(wù)器的輸入端相連，串口服務(wù)器的輸 出端與數(shù)據(jù)傳輸電臺的數(shù)據(jù)接口相連，它的輸出端將船的實時位置與實時氣 象數(shù)據(jù)信號通過天線傳送至地面測控站。
本發(fā)明的優(yōu)點效果如下
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了將無人駕駛船與氣象測量裝置有機融為一 體的技術(shù)措施，經(jīng)試驗證明該無人駕駛氣象探測船具有自動化程度高、氣象 數(shù)據(jù)測量實時性強、測量位置準確、單次數(shù)據(jù)采集區(qū)域?qū)挼膬?yōu)點，大大提高 了氣象觀測效費比、增強了惡劣海況適應(yīng)能力，并消除以往人工監(jiān)測存在的 不安全隱患，使該領(lǐng)域的測控技術(shù)提升到一個新的水平?？蔀闅庀蟛块T提供 客觀、實時、準確的氣象數(shù)據(jù)信息。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是氣象數(shù)據(jù)采集的電路原理方框圖。
圖中，1.方向伺服機，2.電源，3.數(shù)據(jù)采集器，4.導(dǎo)航控制計算機， 5.串口服務(wù)器，6.數(shù)據(jù)傳輸電臺，7.位置/航向傳感器，8.船體，9.發(fā)動 機控制伺服機，IO.發(fā)動機，11.傳動軸，12.推進器，13.轉(zhuǎn)向機構(gòu)，14.天 線，15.氣象傳感器，16.進氣防水罩，17.桅桿。
具體實施例方式
實施例
本發(fā)明的內(nèi)容通過實施例結(jié)合附圖加以詳細描述。
如圖1所示的按現(xiàn)有技術(shù)制成船體8，位置/航向傳感器7安裝于船體8 前部，通過信號電纜與導(dǎo)航控制計算機4相連，發(fā)動機控制伺服機9的輸入 端與導(dǎo)航控制計算機4的輸出相連，發(fā)動機控制伺服機9的輸出端通過連桿 與發(fā)動機10的阻風(fēng)門搖臂相連，發(fā)動機工作所需的空氣從進氣防水罩16經(jīng) 桅桿17的空腔通過管路進入發(fā)動機艙，實現(xiàn)船體防水抗傾覆功能，發(fā)動機 10的輸出端通過傳動軸11與推進器12相連，推進器12裝于船體8的后端 部，推進器12的后端設(shè)有轉(zhuǎn)向機構(gòu)13,轉(zhuǎn)向機構(gòu)13與方向伺服機1相連， 方向伺服機1的輸入端與導(dǎo)航控制計算機4的輸出相連，導(dǎo)航控制計算機4 的輸入與電源3相連，所述的導(dǎo)航控制計算機4存儲預(yù)先編制的航線、航速 等信息；桅桿12與船體8相連，氣象傳感器15固定于桅桿12之上，氣象 傳感器15分別與電源2相連，并與數(shù)據(jù)采集器3連接，數(shù)據(jù)釆集器3的數(shù) 據(jù)輸出端及導(dǎo)航控制計算機4的測控數(shù)據(jù)輸出端分別與串口服務(wù)器5的輸入 端相連，串口服務(wù)器5的輸出端與數(shù)據(jù)傳輸電臺6的數(shù)據(jù)接口相連，數(shù)據(jù)傳 輸電臺6及天線14將船的實時位置與實時氣象數(shù)據(jù)傳送至地面測控站，實現(xiàn)地面監(jiān)測人員實時掌握無人駕駛氣象船釆集的氣象數(shù)據(jù)及精確位置。
本發(fā)明使用時，導(dǎo)航控制計算機4控制氣象數(shù)據(jù)采集船自動航行，在航 行過程中氣象傳感器15將相對濕度值、溫度值等轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)的模擬電信號， 通過數(shù)據(jù)采集器3進行A/D轉(zhuǎn)換、組幀成符合串口 (RS232)格式的數(shù)字信 號并發(fā)送至串口服務(wù)器5;串口服務(wù)器5將數(shù)據(jù)采集器3及導(dǎo)航控制計算機 4的串口 (RS232)信號重新轉(zhuǎn)換、組合成符合網(wǎng)絡(luò)(TCP/IP)協(xié)議的數(shù)據(jù)， 并經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)送至地面測控站。導(dǎo)航控制計算機4也可發(fā)出停泊指令， 進行定點氣象數(shù)據(jù)測量，當(dāng)該點測量工作結(jié)束后導(dǎo)航控制計算機4控制無人 船向第二個測量區(qū)域行駛，依次到最后一個測量區(qū)域，數(shù)據(jù)測量結(jié)束，導(dǎo)航 控制計算機4控制無人船返航至出發(fā)地點。
權(quán)利要求
1.一種無人駕駛氣象探測船，由船體(8)及裝于船體(8)上的發(fā)動機(10)、推進器(12)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)(13)、動力控制伺服機(9)、方向伺服機(1)、導(dǎo)航控制計算機(4)、位置/航向傳感器(7)及桅桿(17)構(gòu)成的無人駕駛船和氣象測量裝置組成，其特征在于所述的氣象測量裝置包括裝于桅桿(17)上的氣象傳感器(15)，氣象傳感器(15)與數(shù)據(jù)采集器(3)的數(shù)據(jù)輸入端相連，數(shù)據(jù)采集器(3)的數(shù)據(jù)輸出端以及導(dǎo)航控制計算機(4)的測控數(shù)據(jù)輸出端分別與串口服務(wù)器(5)的輸入端相連，串口服務(wù)器(5)的輸出端與數(shù)據(jù)傳輸電臺(6)的數(shù)據(jù)接口相連，它的輸出端將船的實時位置與實時氣象數(shù)據(jù)信號通過天線(14)傳送至地面測控站。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人駕駛氣象探測船，其特征在于所述 的氣象傳感器(15)包括風(fēng)速風(fēng)向傳感器和溫濕度傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人駕駛氣象探測船，其特征在于所述 的桅桿(17)為空心桅桿，上端設(shè)有進氣防水罩(16)，下端與發(fā)動機(10) 的機艙相通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無人駕駛氣象探測船。由船體及裝于船體上的動力、推進機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、伺服機、導(dǎo)航控制計算機、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、位置/航向傳感器及桅桿構(gòu)成的無人駕駛船和氣象測量裝置組成，所述的氣象測量裝置包括裝于桅桿上的氣象傳感器，氣象傳感器與數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)輸入端相連，數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)輸出端以及導(dǎo)航控制計算機的測控數(shù)據(jù)輸出端分別與串口服務(wù)器的輸入端相連，串口服務(wù)器的輸出端與數(shù)據(jù)傳輸電臺的數(shù)據(jù)接口相連，它的輸出端將船的實時位置與實時氣象數(shù)據(jù)信號通過天線傳送至地面測控站。本發(fā)明經(jīng)試驗證明具有自動化程度高、氣象觀測范圍廣、適應(yīng)惡劣海況、機動性強等優(yōu)點，能夠為氣象部門提供客觀、實時、準確的氣象信息。
文檔編號B63B35/00GK101683894SQ200810013408
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者劉鐵軍, 鋒 史, 中 張, 梁宏禹, 符文忠, 范首東, 陳昌龍, 雷 靳 申請人:沈陽航天新光集團有限公司