一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜制造技术

本发明专利技术涉及一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜，包括上柜体和下柜体，上柜体内双冗余交换机连接控制计算机，与控制计算机进行数据交互；双冗余交换机还连接网络交换机；图形显示计算机连接显示器进行数据显示，连接键盘和鼠标，还与交换机连接，进行双向通信；下柜体内，控制计算机通过仿真信号控制盒连接仿真工控计算机，进行数据通信；仿真工控计算机与交换机和键盘显示器一体机连接。通过本发明专利技术来模拟无人水下航行器航行过程中的内部和外部环境，从而使之在虚拟环境下运行，进而为无人水下航行器系统控制软件的正确性、有效性和可靠性提供保证。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜
本专利技术涉及水下无人航行器仿真设备领域，具体地说是一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜。
技术介绍
无人水下航行器在实际的海洋环境中航行或设备调试阶段前，需要对控制软件的功能性能和可靠性进行充分的验证，并需要显示无人水下航行器的设备开关状态、各传感器测量数据、航行轨迹、海底地形地貌、载体位置和姿态等内容，因此需要提供一套仿真系统和图形显示系统来解决以上问题。目前市场上的产品，功能比较单一，无法兼顾两套系统的功能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜，模拟无人水下航行器航行过程中的内部和外部环境，从而使之在虚拟环境下运行，进而为无人水下航行器系统控制软件的正确性、有效性和可靠性提供保证。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜，包括上柜体和下柜体，上柜体内双冗余交换机连接控制计算机，与控制计算机进行数据交互；双冗余交换机还连接交换机；图形显示计算机连接显示器进行数据显示，连接键盘和鼠标，还与交换机连接，进行双向通信；下柜体内，控制计算机通过仿真信号控制盒连接仿真工控计算机，进行数据通信；仿真工控计算机与交换机和键盘显示器一体机连接。所述仿真信号控制盒包括仿真信号转接板，实现控制计算机与仿真工控计算机的数据通信；仿真信号转接板包括第一I/O量输出插接件连接控制计算机的I/O量输出端，另一端通过第二I/O量输出插接件连接仿真工控计算机的I/O量输入，实现I/O量输出的冗余备份；第一I/O量输入插接件连接控制计算机的I/O量输入端，另一端通过第二I/O量输入插接件连接仿真工控计算机的I/O量输出，实现I/O量的数据转接；第一A/D插接件连接控制计算机的A/D端，另一端通过第二A/D插接件连接仿真工控计算机的D/A端，将仿真工控计算机的电压信号转换为电流信号，进行电流量采集；第三A/D插接件连接控制计算机的A/D端，另一端通过第四A/D插接件连接仿真工控计算机的D/A端，进行电压量采集；第一串口插接件连接控制计算机的串口，另一端通过第二串口插接件连接仿真工控计算机的串口；第一CAN口插接件连接控制计算机的CAN口，另一端通过第二CAN口插接件连接仿真工控计算机的CAN口。所述上柜体与下柜体可分离。所述控制计算机为5个，且通过控制计算机固定板固定于下柜体。在所述下柜体的后面设置后门，且开有通风孔。在下柜体底板下方设置滑轮。所述滑轮可拆卸。在所述上柜体上方设置吊环。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术简单、坚固、通用的柜体结构设计。柜体采用上下柜体结构设计，可将图形显示单元与仿真控制单元每部分单独使用，也可以将两部分柜体组合在一起使用。采用这种设计可方便运输和使用。2.本专利技术上下柜体两部分别设计接线孔，并配备单独的键盘鼠标。柜体底部安放可拆卸的滑轮，当运输到船上或者组合使用时，可将滑轮拆卸下来，增加柜体的稳定性。内部设备均安装于柜体内部托板上，容易进行内部设备维护和拆卸便利。3.兼容三种仿真模式。本专利技术同时兼容半物理仿真、半物理/数字仿真或全数字仿真功能。4.仿真信号转接板实现信号量的转接。仿真信号板实现I/O量、A/D量以及串口的数据转接，实现仿真工控计算机与5台控制计算机进行数据转接,电路简单，连接方便。附图说明图1是本专利技术的电子器件位置示意图；图2是本专利技术的柜体结构示意图；图3是本专利技术的电子结构模块框图；图4是本专利技术的电源结构示意图；图5是本专利技术的I/O量输出插接件示意图；图6是本专利技术的I/O量输入插接件示意图；图7是本专利技术的A/D插接件示意图；图8是本专利技术的串口插接件示意图；图9是本专利技术的CAN口插接件示意图；其中，1为柜体、2为显示器、3为冗余交换机、4为图形显示计算机、5为抽拉式键盘显示器一体机、6为仿真工控计算机、7为抽拉式键盘和鼠标，8为仿真信号控制盒、9为控制计算机、10为网络交换机、11为交流电源供电板、12为外部线缆、13为上柜体、14为下柜体、15为吊环、16为上柜体接线孔、17为上柜体后门、18为上下柜体接线孔、19为下柜体后门、20为通风孔、21为接线孔、22为滑轮、23为竖梁、24为托板、25为键盘安装盒、26为风扇、27为控制计算机固定板、28为底板。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1所示为本专利技术的电子器件位置示意图。本专利技术由柜体1、显示器2、双冗余交换机3、图形显示计算机4、抽拉式键盘显示器一体机5、仿真工控计算机6、抽拉式键盘鼠标7、仿真信号控制盒8、5台控制计算机9、网络交换机10、交流电源供电板11、外部线缆12组成。通过仿真工控计算机6、图形显示计算机4、双冗余交换机3、网络交换机10、仿真信号控制盒8的组成模式可实现水下航行器的半物理仿真、半物理/数字仿真或全数字仿真功能以及二维和三维图形显示功能。如图2所示为本专利技术的柜体结构示意图。柜体1由上柜体13、下柜体14、吊环15、上柜体接线孔16、上柜体后门17、上下柜体接线孔18、下柜体后门19、通风孔20、接线孔21、U型托架与可拆卸滑轮22、竖梁23、托板24、键盘安装盒25、风扇26、控制计算机固定板27、底板28组成。其中柜体1由上柜体13和下柜体14组成，可将图形显示单元与仿真控制单元每部分单独使用，也可以将两部分柜体组合在一起使用。采用这种设计可方便运输和使用。两部分别设计接线孔，并配备单独的键盘鼠标。柜体底部安放可拆卸的滑轮，当运输到船上或者组合使用时，可将滑轮拆卸下来，增加柜体的稳定性。如图3所示为本专利技术的电子结构示意图。本专利技术的整个系统的供电与电源控制由仿真信号控制盒来提供。仿真信号控制盒的电源来源于外部线缆。通过仿真信号控制盒将交流220V电送至图形显示计算机、仿真工控计算机、显示器、抽拉式键盘显示器一体机，将直流24V送至5台控制计算机、双冗余交换机、网络交换机。通过仿真信号控制盒面板上的开关按键实现对图形显示计算机、仿真工控计算机、5台控制计算机、双冗余交换机、网络交换机的开关控制。本专利技术的网络通信由双冗余交换机和网络交换机来实现。图形显示计算机、仿真工控计算机以及外部网络连接网络交换机，5台控制计算机连接双冗余交换机，网络交换机再与双冗余交换机进行连接，实现整个系统内部的网络连接。控制计算机通过仿真信号控制盒连接仿真工控计算机，进行数据通信。图形显示计算机连接显示器进行数据显示，连接键盘和鼠标进行操作。仿真工控计算机连接键盘显示器一体机进行显示与操作。如图4所示为本专利技术的电源结构示意图。仿真信号转接板的供电由直流电源电源提供，直流电源提供的24V直流电经过电容C1、C2与电解电容E1、E2滤波电路后给仿真信号转接板的器件进行供电。经滤波后的24V直流电输送到电源芯片J1后，将24V直流电转换为5V直流电供仿真信号转接板上器件使用。如图5所示为本专利技术的I/O量输出插接件示意图。每台控制计算机拥有32路I/O量输出。每一路都通过仿真信号转接板连接到仿真工控计算机上。下图所示接插件JA1连接控制计算机A的I/O量输出端，JB1连接控制计算机B的I/O量输出端，控制计算机A与控制计算机B相对应的的同一路I/O量输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜，其特征在于：包括上柜体和下柜体，上柜体内双冗余交换机连接控制计算机，与控制计算机进行数据交互；双冗余交换机还连接交换机；图形显示计算机连接显示器进行数据显示，连接键盘和鼠标，还与交换机连接，进行双向通信；下柜体内，控制计算机通过仿真信号控制盒连接仿真工控计算机，进行数据通信；仿真工控计算机与交换机和键盘显示器一体机连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜，其特征在于：包括上柜体和下柜体，上柜体内双冗余交换机连接控制计算机，与控制计算机进行数据交互；双冗余交换机还连接交换机；图形显示计算机连接显示器进行数据显示，连接键盘和鼠标，还与交换机连接，进行双向通信；下柜体内，控制计算机通过仿真信号控制盒连接仿真工控计算机，进行数据通信；仿真工控计算机与交换机和键盘显示器一体机连接。2.根据权利要求1所述的用于水下无人航行器的仿真/图形显示柜，其特征在于：所述仿真信号控制盒包括仿真信号转接板，实现控制计算机与仿真工控计算机的数据通信；仿真信号转接板包括第一I/O量输出插接件连接控制计算机的I/O量输出端，另一端通过第二I/O量输出插接件连接仿真工控计算机的I/O量输入，实现I/O量输出的冗余备份；第一I/O量输入插接件连接控制计算机的I/O量输入端，另一端通过第二I/O量输入插接件连接仿真工控计算机的I/O量输出，实现I/O量的数据转接；第一A/D插接件连接控制计算机的A/D端，另一端通过第二A/D插接件连接仿真工控计算机的D/A端，将仿真工控计算机的电压信号转换为电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海亮，梁保强，贾松力，李德隆，李宁，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21