專利名稱：一種深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及深海非接觸式信號雙向傳輸裝置。
背景技術(shù)：
水下自治機(jī)器人(AUV)、水下遙控機(jī)器人(ROV)及載人深潛器(DSV)是深?？茖W(xué)考察和資源勘測的主要運(yùn)載設(shè)備，在下潛作業(yè)過程中，上述運(yùn)載設(shè)備都會搭載一系列的科考工具。科考工具與設(shè)在深潛器內(nèi)的計(jì)算機(jī)實(shí)行雙向信號傳輸。為了確保ROV、AUV和DSV的絕對安全，在緊急狀態(tài)下，運(yùn)載設(shè)備必須和科考工具成功分離。因此，運(yùn)載設(shè)備與科考工具之間的通訊需要采用非接觸式信號傳輸裝置來實(shí)現(xiàn)。目前水下信號傳輸主要通過水聲技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，但是水聲信號的處理非常復(fù)雜，水聲設(shè)備的功耗也很大，不適合電池供電的科考工具。而且深海環(huán)境特殊，采用單一的通訊媒介不能完全保證通訊成功，作業(yè)現(xiàn)場需要高可靠性的冗余無線信號傳輸系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高可靠性的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置。
本實(shí)用新型的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置包括科考工具、設(shè)在深潛器內(nèi)的計(jì)算機(jī)，其特征是還包括第一線圈、第二線圈、第一調(diào)制解調(diào)器、第二調(diào)制解調(diào)器、第一光學(xué)探頭和第二光學(xué)探頭，第一線圈與第二線圈彼此相隔同軸線套置在輔助定位棒上，第一光學(xué)探頭與第二光學(xué)探頭的前端面板相對相距5米以內(nèi)，第一光學(xué)探頭和第一線圈與第一調(diào)制解調(diào)器的輸入/輸出端口相連，第一調(diào)制解調(diào)器的輸出/輸入端口與科考工具相連，第二調(diào)制解調(diào)器的輸入/輸出端口與第二光學(xué)探頭和第二線圈連接，第二調(diào)制解調(diào)器的輸出/輸入端口與計(jì)算機(jī)相連。
上述的科考工具可以是傳感器、采樣器或其它深海作業(yè)工具。第一調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器和第二調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器中分別集成有通訊模式切換開關(guān)。
上述的第一光學(xué)探頭、第二光學(xué)探頭結(jié)構(gòu)相同，可以由發(fā)光管和光電管組成，探頭的前端面板上嵌入一個(gè)發(fā)光管陣列作為信號發(fā)射部分和一個(gè)光電管作為信號接收部分工作時(shí)，科考工具傳出的探測信號，在第一調(diào)制解調(diào)器中被調(diào)制成頻帶信號，該信號通過線圈組耦合傳遞到第二調(diào)制解調(diào)器被解調(diào)，然后再傳遞到深潛器內(nèi)的計(jì)算機(jī)。從深潛器發(fā)出的數(shù)字控制信號，在第二調(diào)制解調(diào)器中被調(diào)制成頻帶信號，該信號通過線圈組耦合傳遞到第一調(diào)制解調(diào)器被解調(diào)，然后再傳遞到科考工具。
當(dāng)出現(xiàn)故障或者通訊距離比較遠(yuǎn)時(shí)，通過第一、第二調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器的通訊模式切換開關(guān)關(guān)閉線圈驅(qū)動電路，啟動光通訊電路。同理，科考工具傳出的探測信號，在第一調(diào)制解調(diào)器中被調(diào)制成發(fā)光管驅(qū)動信號，已調(diào)信號通過發(fā)光管和光電管的作用傳遞到第二調(diào)制解調(diào)器被解調(diào)，然后再傳遞到深潛器內(nèi)的計(jì)算機(jī)。從深潛器發(fā)出的數(shù)字控制信號，在第二調(diào)制解調(diào)器中被調(diào)制成發(fā)光管驅(qū)動信號，已調(diào)信號通過發(fā)光管和光電管的作用傳遞到第一調(diào)制解調(diào)器被解調(diào)，然后再傳遞到科考工具。
由于本裝置的信號傳遞是通過兩個(gè)獨(dú)立的線圈或者兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)探頭完成的，所以可以在深潛器和科考工具之間實(shí)現(xiàn)非接觸式信號傳遞，避免作業(yè)工具與海底物體纏結(jié)而限制深潛器移動的危急情況。同時(shí)，因?yàn)楸狙b置具有備用通訊方式的特點(diǎn)，在一種通訊方式無效的情況下，可采用另一種通訊方式，因此能完全保證通訊成功，可靠性好，本裝置還具有功耗低、耐高壓、有備用通訊方式的特點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1，本實(shí)用新型的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置包括科考工具1、第一線圈3、第二線圈4、第一調(diào)制解調(diào)器2、第二調(diào)制解調(diào)器5、設(shè)在深潛器內(nèi)的計(jì)算機(jī)6、第一光學(xué)探頭7和第二光學(xué)探頭8，第一線圈與第二線圈彼此相隔同軸線套置，通常，為提高兩個(gè)線圈的信號耦合效果，可如圖所示，將位于內(nèi)側(cè)的第二線圈4固定在PVC輔助定位棒9上，第一光學(xué)探頭7與第二光學(xué)探頭8的前端面板相對距離是由機(jī)械手的作業(yè)半徑?jīng)Q定，一般相距5米以內(nèi)，第一光學(xué)探頭7和第一線圈3與第一調(diào)制解調(diào)器2的輸入/輸出端口相連，第一調(diào)制解調(diào)器2的輸出/輸入端口與科考工具1相連，第二調(diào)制解調(diào)器5的輸入/輸出端口與第二光學(xué)探頭8和第二線圈4連接，第二調(diào)制解調(diào)器5的輸出/輸入端口與計(jì)算機(jī)6相連。
為了適應(yīng)海底高壓環(huán)境，通常將第一調(diào)制解調(diào)器與科考工具中的電路集成封裝在耐壓殼體內(nèi)或者也可以分別置于耐壓殼體內(nèi)，通過電纜連接。
上述的第一調(diào)制解調(diào)器和第二調(diào)制解調(diào)器各由光學(xué)信號部分和電磁信號部分兩部分組成，由通訊模式切換開關(guān)選擇通訊模式。由于電磁波在海水中傳播時(shí)激起的傳導(dǎo)電流，會使電磁波的能量急劇衰減，頻率愈高，衰減愈快，為保證本裝置的信號傳輸質(zhì)量，應(yīng)該盡量降低載波頻率，通常可采取將第一、第二調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器中的調(diào)制環(huán)節(jié)采用載波頻率較低的芯片XR2206，解調(diào)環(huán)節(jié)采用載波頻率較低的芯片XR2211，以盡量降低載波頻率，保證本裝置的信號傳輸質(zhì)量。
權(quán)利要求1.深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置，包括科考工具(1)、設(shè)在深潛器內(nèi)的計(jì)算機(jī)(6)，其特征是還包括第一線圈(3)、第二線圈(4)、第一調(diào)制解調(diào)器(2)、第二調(diào)制解調(diào)器(5)、第一光學(xué)探頭(7)和第二光學(xué)探頭(8)，第一線圈(3)與第二線圈(4)彼此相隔同軸線套置在輔助定位棒(9)上，第一光學(xué)探頭(7)與第二光學(xué)探頭(8)的前端面板相對相距5米以內(nèi)，第一光學(xué)探頭(7)和第一線圈(3)與第一調(diào)制解調(diào)器(2)的輸入/輸出端口相連，第一調(diào)制解調(diào)器(2)的輸出/輸入端口與科考工具(1)相連，第二調(diào)制解調(diào)器(5)的輸入/輸出端口與第二光學(xué)探頭(8)和第二線圈(4)連接，第二調(diào)制解調(diào)器(5)的輸出/輸入端口與計(jì)算機(jī)(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置，其特征是所說的同軸線套置的位于內(nèi)側(cè)的第二線圈(4)固定在輔助定位棒(9)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置，其特征是第一調(diào)制解調(diào)器(2)與科考工具(1)中的電路集成封裝在耐壓殼體內(nèi)或分別置于耐壓殼體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置，其特征是所說的科考工具(1)是傳感器、采樣器或深海作業(yè)工具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置，其特征是第一、第二調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制環(huán)節(jié)采用芯片XR2206，解調(diào)環(huán)節(jié)采用芯片XR2211。
專利摘要本實(shí)用新型的深海非接觸式信號雙向冗余傳輸裝置包括科考工具、設(shè)在深潛器內(nèi)的計(jì)算機(jī)，第一、第二兩個(gè)線圈、第一、第二兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器、第一、第二兩個(gè)光學(xué)探頭，第一線圈與第二線圈彼此相隔同軸線套置，第一光學(xué)探頭與第二光學(xué)探頭的前端面板相對相距5米以內(nèi)，第一光學(xué)探頭和第一線圈與第一調(diào)制解調(diào)器的輸入/輸出端口相連，第一調(diào)制解調(diào)器的輸出/輸入端口與科考工具相連，第二調(diào)制解調(diào)器的輸入/輸出端口與第二光學(xué)探頭和第二線圈連接，第二調(diào)制解調(diào)器的輸出/輸入端口與計(jì)算機(jī)相連。由于本裝置具有備用通訊方式的特點(diǎn)，在一種通訊方式無效的情況下，可采用另一種通訊方式，因此能完全保證通訊成功，可靠性好。
文檔編號G08C23/04GK2735467SQ20042002246
公開日2005年10月19日 申請日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者楊燦軍, 趙偉, 陳鷹, 金波 申請人:浙江大學(xué)