专利名称：探照灯自动稳定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及探照灯自动稳定装置。该装置主要用于在安装探照灯的载体处于较大转动、摆动、摇动的情况下，但又希望探照灯的照明区域/照明点稳定不变的场合。其典型的应用如在恶劣的环境下搜索救生船只或救援直升机用的探照灯。
背景技术：
迄今为止，探照灯装置主要是一种发光照明设备。除照明所需的部件外，附加装置很少。近年来对部分探照灯做了一些改进，增加了控制部件，主要用来电动或遥控探照灯的照射方向。但是传统探照灯安装在船只或其它可能晃动、摇摆、转动的载体之上时，探照灯必将随载体的晃动、摆动而晃动、摆动，使得探照灯难以稳定地照射目标，造成目标的丢失或工作的困难。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处，而设计一种自动稳定探照灯装置，它可以保证无论载体如何摇摆、晃动，探照灯的照射点始终稳定不变。将此种探照灯用于船舶，则可以克服在风浪之中由于船体的摇摆，探照灯无法对准目标的困难。本实用新型除了给工作带来方便之外，尤其在人员搜救过程中可以避免丢失目标，增加拯救生命的机会。
本实用新型的技术方案是这样完成的
一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置包括以下部分直接安装在运动载体上或探照灯体上的水平单轴陀螺仪或单轴罗盘，所述的单轴陀螺仪或单轴罗盘的输出端和数字信号处理机的输入端相连接，所述的数字信号处理机的输出端连接到平台水平方向控制电机与控制电路，所述的以上控制电路的输出端和平台水平方向转动装置的输入端相连接，所述的以上转动装置的输出端连接到探照灯稳定平台。
上述的自动稳定装置中使用陀螺仪或者罗盘作为载体移动或转动或摆动的传感部件，使用数字信号处理机作为传感器信号处理及控制算法的计算装置。
另一种技术方案是一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置包括以下部分直接安装在运动载体上或探照灯体上的水平/俯仰两轴陀螺仪或两轴罗盘，所述的两轴陀螺仪或两轴罗盘的输出端和数字信号处理机的输入端相连接，所述的数字信号处理机的输出端分二路分别连接到平台水平方向控制电机与控制电路、平台俯仰方向控制电机与控制电路，所述的以上二路控制电路的输出端分别与相应的平台水平方向转动装置、平台俯仰方向转动装置的输入端相连接，所述的以上二个转动装置的输出端连接到探照灯稳定平台。
上述的自动稳定装置中使用陀螺仪或者罗盘作为载体移动或转动或摆动的传感部件，使用数字信号处理机作为传感器信号处理及控制算法的计算装置。
再一种技术方案是一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置包括以下部分直接安装在运动载体上或探照灯体上的水平/俯仰/横滚三轴陀螺仪或三轴罗盘，所述的陀螺仪或三轴罗盘的输出端和数字信号处理机的输入端相连接，所述的数字信号处理机的输出端分三路分别连接到平台水平方向控制电机与控制电路、平台俯仰方向控制电机与控制电路、平台横滚方向控制电机与控制电路，所述的以上三路控制电路的输出端分别和相应的平台水平方向转动装置、平台俯仰方向转动装置、平台横滚方向转动装置的输入端相连接，所述的以上三个转动装置的输出端连接到探照灯稳定平台。
上述的自动稳定装置中使用陀螺仪或者罗盘作为载体移动或转动或摆动的传感部件，使用数字信号处理机作为传感器信号处理及控制算法的计算装置。
本实用新型采用控制电机与控制电路和转动装置的反方向转动抵消载体的移动或转动或摆动实现探照灯照射稳定。
图1为本实用新型探照灯自动稳定装置的原理框图具体实施方案下面将主要部件的功能结合原理框图1介绍如下探照灯本体1探照灯本体指探照灯本身。其功能为一种发光设备。其亮度、功率、体积、口径、重量均可依照具体的照明应用选择。
探照灯稳定平台2探照灯稳定平台2是探照灯安装的载体。此平台在稳定功能开启以后，可以在惯性空间保持角度不变。它指向的角度不会随载体(如船舶、车辆、飞机等)的摆动、晃动、滚动、转向而随之摆动、晃动、滚动、转向，始终指向一个固定的方向。由于它具有在惯性空间保持角度不变的特点，所以安装在此平台上的物体，也可以保持角度不变。如果安装物为探照灯，则可以保持探照灯的照射点不变。
探照灯灯体固定支架3将探照灯本体1固定连在探照灯稳定平台2上的连接部件。
平台水平方向控制电机与控制电路5用以控制平台在水平方向上转动的执行部件。5中的控制电路接受数字信号处理机11的指令，驱动5中的控制电机通过平台水平方向转动装置4，带动稳定平台2在水平方向上转动。
平台俯仰方向控制电机与控制电路7用以控制平台在俯仰方向上转动的执行部件。7中的控制电路接受数字信号处理机11的指令，驱动7中的控制电机通过平台俯仰方向转动装置6，带动稳定平台2在俯仰方向上转动。
平台横滚方向控制电机与控制电路9用以控制平台在横滚方向上转动的执行部件。9中的控制电路接受数字信号处理机11的指令，驱动9中的控制电机通过平台横滚方向转动装置8，带动稳定平台2在横滚方向上转动。
水平/俯仰/横滚三轴陀螺仪10陀螺仪是一种转动角速度的测量仪器。其功能是感受安装载体12的角度转动，并将此转动的角速度以某种物理量(如电压)的形式或数字量的形式输出，馈送到数字信号处理机11。此输出代表了载体在此时刻的转动情况。将此转动角速度对时间积分，便可得到载体相对于原来位置的移动角度。此陀螺仪也可以用反应灵敏的三轴罗盘代替。
数字信号处理机11负责整个系统的计算、数据处理和控制。尤其是陀螺仪10的输出信号，在11中进行滤波，并通过数字信号处理机11计算，得出载体的移动角度，然后，再向水平方向/俯仰方向/横滚方向的控制电机和控制电路(5，7，9)发出相应指令，以控制电机的转动。
在启动本稳定装置之前，可以用手动的方式用手动转动把柄操动探照灯，比较灵活的搜寻目标。此时本实用新型的探照灯自动稳定装置不工作，探照灯与普通的探照灯操作基本相同。但当探照灯稳定装置启动后，基本不需要此手柄即可保持对特定物体的稳定照射。只有在需要照射新的物体时，才重新使用手柄转动探照灯。
当探照灯打开搜索目标时，先使用手动转动把柄转动探照灯1像常规探照灯一样寻找目标。当发现目标时，将探照灯1对准目标，然后打开自动稳定开关(此开关安装在探照灯手动转动把柄上，图中未示)。此时，自动稳定装置开始工作。水平/俯仰/横滚三轴微机械电子陀螺仪(或罗盘)10开始工作，并把此时探照灯稳定平台2的方位角、俯仰角、横滚角作为“零”方向(即起始方向系统采用相对坐标系工作)。同时由于控制系统开始工作，控制电机在无转动指令的加电工作的情况之下将起到自锁的作用，固定探照灯的方向。当载体12摇动或摆动时，三轴陀螺仪10感受到这种运动，分别输出对应于三个轴向转动角速度的对应电压信号。此电压信号经数字信号处理机11读取后，经过积分运算分别得出每一个转轴方向上的转动角度。数字信号处理机11分别向平台水平方向控制电机与控制电路5、平台俯仰方向控制电机与控制电路7、平台横滚方向控制电机与控制电络9，发出控制指令。平台水平方向控制电机与控制电路5，平台俯仰方向控制电机与控制电路7，平台横滚方向控制电机与控制电路9，分别控制平台2向船体转动或摇摆的相反方向转动同样的角度，从而保证探照灯在惯性空间里保持静止不动。
在此原理的指引下，可以进行许多种改型以适应不同的要求。比如当探照灯较大、较重时，可以在系统上增加手动转动的助力装置，使其转动更加轻便。当系统有遥控的需要时，可以在电路里增加遥控器。一般来说，遥控器的收信机可以和数字信号处理机11直接相连。其信号在数字信号处理机内解码，并在控制程序的控制下，依靠现有的控制电路、控制电机、转动装置控制探照灯的转动。不必增加大量的部件。
当然，此种稳定探照灯也可以设计成两轴的稳定系统(如权利要求2所述)。两轴系统可以通过对三轴系统的电器部分和机械部分减少一套某个轴向的部件和对控制软件进行适当剪裁获得。
以上本实用新型的改进型自动稳定探照灯的装置，对本领域的普通技术人员来讲，都是显而易见的，因而在这里不一一叙述，都应一并属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置包括以下部分直接安装在运动载体上或探照灯体上的水平单轴陀螺仪或单轴罗盘，所述的单轴陀螺仪或单轴罗盘的输出端和数字信号处理机的输入端相连接，所述的数字信号处理机的输出端连接到平台水平方向控制电机与控制电路，所述的以上控制电路的输出端和平台水平方向转动装置的输入端相连接，所述的以上转动装置的输出端连接到探照灯稳定平台。
2.根据权利要求1所述的一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置中使用陀螺仪或者罗盘作为载体移动或转动或摆动的传感部件，使用数字信号处理机作为传感器信号处理及控制算法的计算装置。
3.一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置包括以下部分直接安装在运动载体上或探照灯体上的水平/俯仰两轴陀螺仪或两轴罗盘，所述的两轴陀螺仪或两轴罗盘的输出端和数字信号处理机的输入端相连接，所述的数字信号处理机的输出端分二路分别连接到平台水平方向控制电机与控制电路、平台俯仰方向控制电机与控制电路，所述的以上二路控制电路的输出端分别与相应的平台水平方向转动装置、平台俯仰方向转动装置的输入端相连接，所述的以上二个转动装置的输出端连接到探照灯稳定平台。
4.根据权利要求3所述的一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置中使用陀螺仪或者罗盘作为载体移动或转动或摆动的传感部件，使用数字信号处理机作为传感器信号处理及控制算法的计算装置。
5.一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置包括以下部分直接安装在运动载体上或探照灯体上的水平/俯仰/横滚三轴陀螺仪或三轴罗盘，所述的陀螺仪或三轴罗盘的输出端和数字信号处理机的输入端相连接，所述的数字信号处理机的输出端分三路分别连接到平台水平方向控制电机与控制电路、平台俯仰方向控制电机与控制电路、平台横滚方向控制电机与控制电路，所述的以上三路控制电路的输出端分别和相应的平台水平方向转动装置、平台俯仰方向转动装置、平台横滚方向转动装置的输入端相连接，所述的以上三个转动装置的输出端连接到探照灯稳定平台。
6.根据权利要求5所述的一种探照灯自动稳定装置，其特征在于所述的自动稳定装置中使用陀螺仪或者罗盘作为载体移动或转动或摆动的传感部件，使用数字信号处理机作为传感器信号处理及控制算法的计算装置。
专利摘要本实用新型涉及一种探照灯自动稳定装置，包括直接安装在运动载体上的水平/俯仰/横滚三轴陀螺仪(或三轴罗盘)，陀螺仪(或三轴罗盘)的输出端和数字信号处理机的输入端连接，数字信号处理机的输出端分三路分别连接到平台水平方向控制电机与控制电路、平台俯仰方向控制电机与控制电路、平台横滚方向控制电机与控制电路，以上三路控制电路的输出端分别和相应的平台水平方向转动装置的输入端、平台俯仰方向转动装置的输入端和平台横滚方向转动装置的输入端相连接，以上三个转动装置的输出端连接到探照灯稳定平台。该装置主要用于在载体有较大转动、摆动、摇动下，但又希望探照灯的照明点稳定的场合。
文档编号F21V21/14GK2824108SQ20052000518
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月1日 优先权日2005年3月1日
发明者庞江帆 申请人:庞江帆