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一種深水a(chǎn)uv應(yīng)急拋載方法

文檔序號:6328300閱讀:264來源:國知局
專利名稱:一種深水a(chǎn)uv應(yīng)急拋載方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于深水AUV系統(tǒng)的拋載。特別是涉及一種采用電壓監(jiān)測、超時拋載、深度監(jiān)測和漏水監(jiān)測等保障措施,保障在AUV工作過程中面對意外情況的安全的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法。
背景技術(shù)
當AUV處于正常運行狀態(tài)時,中央控制單元需定時向應(yīng)急上浮控制系統(tǒng)發(fā)送暫緩上浮的控制指令;如果由于運行故障或電源等問題,當系統(tǒng)出現(xiàn)緊急狀況,甚至是系統(tǒng)故障斷電時,應(yīng)急上浮控制系統(tǒng)一旦收不到暫緩上浮指令則立即采取動作,實現(xiàn)重物拋載,強制 AUV上浮。同時啟動無線信標、GPS/Iridium天線和信號閃光燈,便于海面搜索,避免意外情況下AUV的丟失。目前AUV都是采用主動拋載模式,即當主控系統(tǒng)不斷感測判斷所處環(huán)境,當發(fā)現(xiàn)異常時,發(fā)出拋載指令,實現(xiàn)拋載重物并上浮到水面。但是這種模式存在著很多問題不能保證對主控系統(tǒng)的絕對安全,當主控系統(tǒng)的供電、程序等出現(xiàn)問題時,可能會出現(xiàn)拋載指令發(fā)不出或發(fā)不到的情況,導致拋載失敗,對于AUV的安全運行造成不利的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,提供一種基于主動拋載模式的應(yīng)急工作方式,確保系統(tǒng)的正常運行,提高緊急狀態(tài)下的保護能力的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,包括主控系統(tǒng)和應(yīng)急拋載模塊,應(yīng)急拋載模塊采用主動拋載的模式,運行時設(shè)定拋載時間,如果拋載時間到,而沒有收到主控系統(tǒng)的觸發(fā)信號,則會啟動拋載功能,拋出重物,強行使AUV上??;主控系統(tǒng)則通過編程設(shè)定定時發(fā)出復位信號,觸發(fā)應(yīng)急拋載模塊時鐘復位,從新開始計時,如此,當主控系統(tǒng)正常運行中,在沒有判斷到異常狀況時,會不斷發(fā)出信號對應(yīng)急拋載模塊復位,從而會阻止拋載,而當主控系統(tǒng)檢測到異常情況時,可以直接發(fā)出拋載指令,強行拋載上?。?更加惡劣的情況時當主控系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障,導致程序或電路運行失誤,此時AUV已經(jīng)處于危險狀態(tài),需要立即拋載,但是故障狀態(tài)下,主控已經(jīng)不能主動發(fā)出拋載指令,此時應(yīng)急拋載模塊會自動判斷,當定時周期到后不會收到復位信號,從而發(fā)出拋載指令,會強制AUV 拋載上浮,從而從更大程度上保障了 AUV運行的安全。方法具體包括如下步驟1)啟動主控系統(tǒng)和應(yīng)急拋載模塊,主控系統(tǒng)啟動后,調(diào)用AUV功能程序,實現(xiàn)對 AUV控制、操作的同時,啟動一個軟件定時器;應(yīng)急拋載模塊也在啟動完成后同時啟動一個軟件定時器,定時時間比主控系統(tǒng)的軟件定時器長; 2)主控系統(tǒng)中運行的軟件定時器在定時時間到后,通過硬件端口發(fā)出一個觸發(fā)信號,該端口與應(yīng)急拋載模塊的復位引腳相連,即主控系統(tǒng)發(fā)出的觸發(fā)信號對應(yīng)急拋載模塊進行觸發(fā)復位;3)應(yīng)急拋載模塊復位后,內(nèi)部重新恢復到啟動狀態(tài),重新啟動軟件定時器,定時重新開始;4)當應(yīng)急拋載模塊的內(nèi)部定時器定時時間到后,通過硬件端口,向拋載機構(gòu)發(fā)出一個拋載信號,硬件機構(gòu)在收到該拋載信號后,執(zhí)行拋載操作,拋掉重物,AUV上浮;5)如果AUV系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)硬件斷開問題時,使應(yīng)急拋載模塊實現(xiàn)拋載動作;

6)在主控系統(tǒng)啟動后,啟動一個硬件定時器,設(shè)定AUV允許運行的最長時間,然后主控系統(tǒng)正常執(zhí)行其他的程序,硬件定時器則自動定時,當AUV運行時間超過設(shè)定的運行時間后,硬件定時器向主控系統(tǒng)發(fā)出信息,主控系統(tǒng)收到該信息后,立即向拋載機構(gòu)發(fā)出拋載指令,實現(xiàn)超時拋載;主控系統(tǒng)內(nèi)部還設(shè)置有超深拋載、超時拋載。所述的超深拋載,是AUV上安裝有深度傳感器,用于檢測AUV潛入水下的深度,該深度信息通過接口,傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)內(nèi),主控系統(tǒng)實時對該深度信息進行檢測,當發(fā)現(xiàn)深度值超過設(shè)定的深度時,表明AUV已經(jīng)下潛到安全深度以下,主控系統(tǒng)會及時發(fā)出拋載指令, 該指令同樣通過硬件連接,輸出給拋載機構(gòu),拋載機構(gòu)接到該指令后會立即拋載。所述的超時拋載,是當AUV工作時間超過下水之前所設(shè)定的時間,就拋出壓載。主控系統(tǒng)硬件上還包含了電源檢測模塊,隨時對系統(tǒng)中的電源情況進行檢測,當發(fā)生電源不足、斷電情況時,電源檢測模塊的信息會出現(xiàn)低值、無值的情況,說明系統(tǒng)異常, 主控系統(tǒng)發(fā)出拋載指令,拋載機構(gòu)執(zhí)行拋載動作。本發(fā)明的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,為增強AUV應(yīng)對意外和緊急情況的能力,控制系統(tǒng)計劃采用“看門狗”式應(yīng)急控制系統(tǒng)。當AUV處于正常運行狀態(tài)時,中央控制系統(tǒng)需不停的向應(yīng)急處理系統(tǒng)發(fā)送暫緩上浮的控制指令;而當系統(tǒng)出現(xiàn)任何緊急狀況,甚至是系統(tǒng)故障斷電時,應(yīng)急處理系統(tǒng)一旦收不到暫緩上浮指令則立即采取動作,強制AUV上浮。本發(fā)明此控制結(jié)構(gòu)可在任何不正常情況下,保證AUV浮出水面,避免出現(xiàn)AUV丟失的情況。上浮指令方式具有更高的應(yīng)急處理能力,提高了安全保障能力。


圖1是本發(fā)明的構(gòu)成框圖;圖2是本發(fā)明所用的電路構(gòu)成框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法做出詳細說明。本發(fā)明的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,可在任何不正常情況下,保證AUV浮出水面,避免出現(xiàn)AUV丟失的情況。這比目前AUV系統(tǒng)中常用的由主控系統(tǒng)主動發(fā)出拋載上浮指令方式具有更高的應(yīng)急處理能力,提高了安全保障能力。本發(fā)明的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,所使用的AUV應(yīng)急上浮控制系統(tǒng)采用類似 “看門狗”的強制上浮控制結(jié)構(gòu)。整體系統(tǒng)由主控系統(tǒng)和應(yīng)急拋載模塊構(gòu)成,主控制系統(tǒng)如圖2所示。應(yīng)急拋載模塊采用主動拋載的模式,運行時設(shè)定拋載時間,如果拋載時間到,而沒有收到主控系統(tǒng)的觸發(fā)信號,則會啟動拋載功能,拋出重物,強行使AUV上浮。而主控系統(tǒng)則通過編程設(shè)定定時發(fā)出復位信號,觸發(fā)應(yīng)急拋載模塊時鐘復位,從新開始計時,如此, 當主控系統(tǒng)正常運行中,在沒有判斷到異常狀況時,會不斷發(fā)出信號對應(yīng)急拋載模塊復位,從而會阻止拋載,而當主控系統(tǒng)檢測到異常情況時,可以直接發(fā)出拋載指令,強行拋載上浮。更加惡劣的情況時當主控系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障,導致程序或電路運行失誤,此時AUV已經(jīng)處于危險狀態(tài),需要立即拋載,但是故障狀態(tài)下,主控已經(jīng)不能主動發(fā)出拋載指令,此時應(yīng)急拋載模塊會自動判斷,當定時周期到后不會收到復位信號,從而發(fā)出拋載指令,會強制 AUV拋載上浮,從而從更大程度上保障了 AUV運行的安全。 本發(fā)明的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,具體包括如下步驟1)啟動主控系統(tǒng)和應(yīng)急拋載模塊。主控系統(tǒng)啟動后,調(diào)用AUV功能程序,實現(xiàn)對 AUV控制、操作的同時,啟動一個軟件定時器。應(yīng)急拋載模塊也在啟動完成后同時啟動一個軟件定時器,定時時間比主控系統(tǒng)的軟件定時器稍長;2)主控系統(tǒng)中運行的軟件定時器在定時時間到后,會通過硬件端口發(fā)出一個觸發(fā)信號,該端口與應(yīng)急拋載模塊的復位引腳相連,即主控系統(tǒng)發(fā)出的觸發(fā)信號會對應(yīng)急拋載模塊進行觸發(fā)復位;3)應(yīng)急拋載模塊復位后,內(nèi)部重新恢復到啟動狀態(tài),重新啟動軟件定時器,定時重新開始;4)如果AUV主控系統(tǒng)內(nèi)部功能程序出現(xiàn)紊亂,程序不能按照設(shè)定的任務(wù)執(zhí)行,此時系統(tǒng)處于異常狀態(tài),為保證AUV的安全,需要及時拋載,上浮到水面。由于異常狀態(tài)的發(fā)生,主控系統(tǒng)內(nèi)部的軟件定時器也會失效,定時時間到后,不會正常發(fā)出觸發(fā)信號,而應(yīng)急拋載模塊由于收不到主控系統(tǒng)的出發(fā)信號,其不會被復位,內(nèi)部的軟件定時器不會被終止, 當應(yīng)急拋載模塊的內(nèi)部定時器定時時間到后,會通過硬件端口,向拋載機構(gòu)發(fā)出一個拋載信號,硬件機構(gòu)在收到該拋載信號后,執(zhí)行拋載操作,拋掉重物,AUV上浮;5)如果AUV系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)硬件斷開等問題,同樣處于系統(tǒng)異常,雖然軟件運行正常,但是主控系統(tǒng)的觸發(fā)信號由于硬件的斷開而不能正確傳輸?shù)綉?yīng)急拋載模塊,也會使應(yīng)急拋載模塊實現(xiàn)拋載動作;6)在主控系統(tǒng)啟動后,還會啟動一個硬件定時器,設(shè)定AUV允許運行的最長時間, 然后主控系統(tǒng)正常執(zhí)行其他的程序,硬件定時器則自動定時,當AUV運行時間超過設(shè)定的運行時間后,硬件定時器會向主控系統(tǒng)發(fā)出信息,主控系統(tǒng)收到該信息后,會立即向拋載機構(gòu)發(fā)出拋載指令,實現(xiàn)超時拋載。除了上述基于“看門狗”的應(yīng)急拋載外,主控系統(tǒng)被設(shè)置成在多種情況下實現(xiàn)拋載,共同保證AUV在水下運行的安全。指令拋載AUV上的微處理器根據(jù)它所得的信息(如深度、時間、通過通訊聲納由水面操作人員發(fā)出拋載指令等)和預編程序,命令系統(tǒng)拋載。超深拋載本發(fā)明的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,AUV上安裝有深度傳感器,能給檢測AUV潛入水下的深度,該深度信息通過接口,傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)內(nèi),主控系統(tǒng)會實時對該深度信息進行檢測,當發(fā)現(xiàn)深度值超過設(shè)定的深度時,表明AUV已經(jīng)下潛到安全深度以下,主控系統(tǒng)會及時發(fā)出拋載指令,該指令同樣通過硬件連接,輸出給拋載機構(gòu),拋載機構(gòu)接到該指令后會立即拋載,(如下潛重塊等)這就是超深拋載。主控系統(tǒng)硬件上還包含了電源檢測模塊,隨時對系統(tǒng)中的電源情況進行檢測,當發(fā)生電源不足、斷電等情況時,電源檢測模塊的信息會出現(xiàn)低值、無值等情況,說明系統(tǒng)異常,主控系統(tǒng)會發(fā)出拋載指令,拋載機構(gòu)執(zhí)行拋載動作。當AUV整個供電系統(tǒng)中斷供電,應(yīng)立即拋出下潛重塊、上浮重塊,如AUV深度變化不大,則拋出電池。
通過上面的基于“看門狗”的應(yīng)急拋載、超深拋載、超時拋載、電源故障拋載等功能的聯(lián)合作用,通過AUV主控系統(tǒng)內(nèi)部預編程,能夠保證AUV運行的安全穩(wěn)定,確保AUV在水下運行的安全。同時為進一步加強系統(tǒng)的可靠性,AUV系統(tǒng)計劃采用多種拋載方式。聲學釋放器拋載,在接收到拋載聲學信號后動作拋載,具有響應(yīng)快的特點。熔斷拋載,意外發(fā)生時或收到指令時繼電器吸合,通過海水的電解作用,把熔斷絲電解熔斷,繼而實現(xiàn)配重的拋載,完成上浮回收。
權(quán)利要求
1.一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,其特征在于,包括主控系統(tǒng)和應(yīng)急拋載模塊,應(yīng)急拋載模塊采用主動拋載的模式,運行時設(shè)定拋載時間,如果拋載時間到,而沒有收到主控系統(tǒng)的觸發(fā)信號,則會啟動拋載功能,拋出重物,強行使AUV上??;主控系統(tǒng)則通過編程設(shè)定定時發(fā)出復位信號,觸發(fā)應(yīng)急拋載模塊時鐘復位,從新開始計時,如此,當主控系統(tǒng)正常運行中, 在沒有判斷到異常狀況時,會不斷發(fā)出信號對應(yīng)急拋載模塊復位,從而會阻止拋載,而當主控系統(tǒng)檢測到異常情況時,可以直接發(fā)出拋載指令,強行拋載上?。桓訍毫拥那闆r時當主控系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障,導致程序或電路運行失誤,此時AUV已經(jīng)處于危險狀態(tài),需要立即拋載,但是故障狀態(tài)下,主控已經(jīng)不能主動發(fā)出拋載指令,此時應(yīng)急拋載模塊會自動判斷,當定時周期到后不會收到復位信號,從而發(fā)出拋載指令,會強制AUV拋載上浮,從而從更大程度上保障了 AUV運行的安全。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,其特征在于,具體包括如下步驟1)啟動主控系統(tǒng)和應(yīng)急拋載模塊,主控系統(tǒng)啟動后,調(diào)用AUV功能程序,實現(xiàn)對AUV控制、操作的同時,啟動一個軟件定時器;應(yīng)急拋載模塊也在啟動完成后同時啟動一個軟件定時器,定時時間比主控系統(tǒng)的軟件定時器長;2)主控系統(tǒng)中運行的軟件定時器在定時時間到后,通過硬件端口發(fā)出一個觸發(fā)信號, 該端口與應(yīng)急拋載模塊的復位引腳相連,即主控系統(tǒng)發(fā)出的觸發(fā)信號對應(yīng)急拋載模塊進行觸發(fā)復位;3)應(yīng)急拋載模塊復位后,內(nèi)部重新恢復到啟動狀態(tài),重新啟動軟件定時器,定時重新開始;4)當應(yīng)急拋載模塊的內(nèi)部定時器定時時間到后,通過硬件端口,向拋載機構(gòu)發(fā)出一個拋載信號,硬件機構(gòu)在收到該拋載信號后,執(zhí)行拋載操作,拋掉重物,AUV上??;5)如果AUV系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)硬件斷開問題時,使應(yīng)急拋載模塊實現(xiàn)拋載動作;6)在主控系統(tǒng)啟動后,啟動一個硬件定時器,設(shè)定AUV允許運行的最長時間,然后主控系統(tǒng)正常執(zhí)行其他的程序,硬件定時器則自動定時,當AUV運行時間超過設(shè)定的運行時間后,硬件定時器向主控系統(tǒng)發(fā)出信息,主控系統(tǒng)收到該信息后,立即向拋載機構(gòu)發(fā)出拋載指令,實現(xiàn)超時拋載;
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,其特征在于,主控系統(tǒng)內(nèi)部還設(shè)置有超深拋載、超時拋載。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,其特征在于,所述的超深拋載, 是AUV上安裝有深度傳感器,用于檢測AUV潛入水下的深度,該深度信息通過接口,傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)內(nèi),主控系統(tǒng)實時對該深度信息進行檢測,當發(fā)現(xiàn)深度值超過設(shè)定的深度時,表明 AUV已經(jīng)下潛到安全深度以下,主控系統(tǒng)會及時發(fā)出拋載指令,該指令同樣通過硬件連接, 輸出給拋載機構(gòu),拋載機構(gòu)接到該指令后會立即拋載。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,其特征在于,所述的超時拋載, 是當AUV工作時間超過下水之前所設(shè)定的時間,就拋出壓載。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,其特征在于,主控系統(tǒng)硬件上還包含了電源檢測模塊,隨時對系統(tǒng)中的電源情況進行檢測,當發(fā)生電源不足、斷電情況時, 電源檢測模塊的信息會出現(xiàn)低值、無值的情況,說明系統(tǒng)異常,主控系統(tǒng)發(fā)出拋載指令,拋載機構(gòu)執(zhí)行 拋載動作。
全文摘要
一種深水AUV應(yīng)急拋載方法,有主控系統(tǒng)和采用主動拋載模式的應(yīng)急拋載模塊,運行時設(shè)定拋載時間,拋載時間到而沒有收到主控系統(tǒng)的觸發(fā)信號,則會啟動拋載功能,拋出重物,強行使AUV上浮,主控系統(tǒng)則發(fā)出復位信號,并從新開始計時,當主控系統(tǒng)正常運行中,會不斷發(fā)出信號對應(yīng)急拋載模塊復位阻止拋載,當主控系統(tǒng)檢測到異常情況時,可以直接發(fā)出拋載指令,強行拋載上??;當主控系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障,導致程序或電路運行失誤,此時應(yīng)急拋載模塊會自動判斷,當定時周期到后不會收到復位信號,從而發(fā)出拋載指令,會強制AUV拋載上浮,從更大程度上保障了AUV運行的安全。本發(fā)明可在任何不正常情況下,保證AUV浮出水面,避免出現(xiàn)AUV丟失的情況。
文檔編號G05B19/048GK102323777SQ20111015496
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者劉海志, 吳秋云, 李一博, 王明田, 靳世久 申請人:中海油田服務(wù)股份有限公司, 天津大學
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