大型智能化航标旋转灯器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种大型智能化航标旋转灯器及控制方法，由灯体（１）和控制器（２）两个部分组成，其特点是灯体（１）的底盘（３）上的中心支杆（４）下部安装有步进电机（９），通过连轴器（１０）带动转轴（１１）转动，透镜笼（１３）由下托板（１４）连接于转轴（１１），中心支杆（４）上端安装有换泡机底座（１８）、换泡机（１９）、灯泡（２０）；控制器（２）由控制单元组成，可进行灯器旋转控制、灯器转速调整过程控制、发光控制、自动换泡控制、通信模式自动控制，是一种智能化程度高、结构简单、能耗低、射程远、运输、安装及维护方便的大型智能化航标旋转灯器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航标
，具体地讲是一种大型智能化航标旋转灯器及其控制方法。
技术介绍
目前，干线灯塔上使用的大型航标旋转灯器主要是上世纪八十年代从英国生产的 PRB系列灯器，这种灯器能耗大、智能化程度低，且由于长期使用，技术状况越来越差。在灯 器构成技术上，现有的旋转灯器大部分为步进式电机驱动旋转或步进电机通过同步带或齿 轮箱传动驱动旋转，前者旋转精度低，后者机械结构复杂、维护工作量大，稳定性也受到限 制。因此，人们开始了旋转精度更高、机械结构更简单的智能化航标旋转灯器的研制。如中 国专利ZL200710014463. 3，智能化航标旋转灯器及其控制方法，该专利中的航标旋转灯器， 其旋转系统为步进式电机驱动旋转，旋转稳定度太低，不利于航海者精确观察使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种大型智能化航标旋转灯 器。 本专利技术的另一 目的是提供一种大型智能化航标旋转灯器的控制方法。 本专利技术主要解决了现有的航标旋转灯器旋转稳定性差、能耗高、智能化程度低、结构相对复杂的问题。 为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的大型智能化航标旋转灯器，由灯体和控 制器两个部分组成，二者采用线路连接，其特殊之处在于在灯体的底盘上安装有中心支杆、 轴承支架、护罩、电机驱动器和接线排，中心支杆下部安装有步进电机，步进电机通过连轴 器带动转轴转动，转轴由轴承固定在轴承支架上；透镜笼由下托板、上夹板和立柱构成，透 镜笼由下托板连接于转轴，透镜笼的相临的立柱间安装有光学透镜；中心支杆上端安装有 换泡机底座，换泡机安装于换泡机底座上，灯泡安装在换泡机上；控制器由MCU控制主板、 操作界面、系统通信单元、外设控制单元、A/D转换单元、远程通信单元、供电单元、日光检测 单元、环境检测单元、GPS接收单元、电源检测单元和分控单元组成。 本专利技术的大型智能化航标旋转灯器，其所述的步进电机为空心轴步进电机，中心支杆由步进电机的轴和灯体的转轴的中间穿过，步进电机直接驱动灯体的转轴旋转，控制器控制电机采取递进式加(减)速度，实现了灯器的平稳起动和停止。 本专利技术的大型智能化航标旋转灯器，其所述的光学透镜为焦距为400mm的细纹菲涅尔平板透镜，每个灯器上可安装1-6面透镜；透镜制作材料采用透光性能很好的聚甲基丙烯酸甲酯；外形尺寸为1000X450X5 (mm);焦距为400mm，中心透射比为87. 5%，发散角为0.2° 。 本专利技术的大型智能化航标旋转灯器，其所述的控制器部分在于硬件组成上采用 了模块化的结构设计，在功能的实现上依靠预置的软件程序；采取了GPRS和SMS/GSM两种数字通信方式同时在线运行的模式，实现了灯器的远程监测控制和技术诊断，并保证了数 据的可靠传输；电源检测单元实现了灯器对供电系统单节电池电压的实时检测，远程通信 单元具有远程数字通信能力。 本专利技术大型智能化航标旋转灯器的控制方法，其特殊之处在于 (1)按下列步骤进行灯器旋转控制 (1. 1)开始； (1.2)判断旋转方式，如果为自动旋转方式，则判断灯器是否发光，如果为全天旋 转方式，则直接进入修改转速判断； (1. 3)判断灯器是否发光，在自动旋转方式下，判断灯器是否发光，如果灯器不发 光，则停止旋转，如果灯器发光，则进入修改判断程序； (1. 4)判断是否修改转速，如果不需要修改转速，则直接按照原有的转速设置进入 旋转状态，如果进行转速修改，则输入转速值，并将所输入的新的转速值进行保存，保存后 灯器按照新转速进入旋转状态； (1.5)结束。(2)按下列步骤进行灯器转速调整过程控制 (2. 1)开始； (2. 2)以设定的加速度值变速度驱动灯器的电机旋转； (2. 3)检测灯器转速； (2. 4)判断测得的转速是否达到预置转速，如果达到，则进入稳定的状态(稳定旋 转或停止)； (2. 5)如果转速没有达到预置转速，由判断当前转速是否符合预期值，如果不符合 预期值，则对加速度进行调整，如果符合预期，则不调整加速度，只要转速没有达到预置转 速，则一直变速驱动电机旋转，直到转速达到预置转速； (2.6)结束。(3)按下列步骤进行灯器发光控制 (3. 1)开始； (3.2)判断开灯方式，如果为自动开灯方式，则进入自动发光控制程序，如果为手 动开灯方式，则进入手动发光控制程序 (3.3)自动发光控制程序 (3. 3. 1)判断发光控制选择； (3. 3. 2)如果为日光阀控制发光，则判断环境光照度值，环境光照度值高于所设定 的日光阀值时灯泡熄灭，环境光照度值低于所设定的日光阀值时灯泡发光； (3. 3. 3)如果为时钟控制发光，则当时钟处于开灯时间范围时灯泡发光，当时钟不 处于开灯时间范围时灯泡熄灭； (3. 4)手动发光控制程序判断是否人工控制开灯，如果人工控制开灯，则灯泡发光，否则，灯泡熄灭； (3.5)结束。(4)按下列步骤进行灯器自动换泡控制 (4. 1)开始; (4. 2)在没有进入换泡流程前，不停地判断灯器是否处于发光状态，只有当灯器发 光后，才进入换泡流程； (4. 3)判断灯泡电流，如果灯泡工作电流小于先设定，则判定为灯泡故障； (4.4)切断灯泡供电； (4. 5)检查是否还有备用灯泡； (4. 6)如果换泡机上还有备用灯泡，则控制换泡机更换上新灯泡，然后重新给灯泡 供电使灯泡发光； (4. 7)如果已经没有备用灯泡，则发出灯泡故障告警； (4.8)结束。(5)按下列步骤进行灯器通信模式自动控制 (5. 1)开始； (5. 2)对通信单元进行初始化； (5. 3)首先进行GPRS连接； (5. 4)判断GPRS连接是否成功； (5. 5)如果GPRS连接成功，则进入GPRS通信模式与遥控中心建立数据通信； (5. 6)如果GPRS连接不成功，则进入SMS通信模式与遥控中心建立数据通信； (5. 7)在SMS通信模式下，不断进行连接GPRS尝试，如果GPRS连接成功，则立即转 GPRS通信模式，否则就继续保持SMS模式通信； (5.8)结束。 本专利技术的与已有技术相比具有突出的实质 性特点和显著进步，1、采用步进电机直接驱动航标灯器旋转，既充分利用了步进电机转速 精度高的优点，提高了转速稳定性，又简化了旋转传动机械系统结构，从而使灯器的稳定性 得以提高、使用寿命得到了明显的延长；2、灯器具有良好的实用性能，操作简单、维护方便、 运行稳定、功能完善3、灯器自身具备了完善的数字通信能力，可以方便地接入遥测遥控系 统4、采用高光效灯泡和高透光率的透镜，使灯器在保证达到射程要求的前提下，能耗大大 降低，可以使用太阳能、风能等清洁能源供电，从而为干线灯塔实现无人值守创造了条件。附图说明 图1是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术的控制系统原理图； 图3是本专利技术的灯器旋转控制程序流程图； 图4是本专利技术的灯器转速调整过程控制程序流程图； 图5是本专利技术的灯器发光控制程序流程图； 图6是本专利技术的灯器自动换泡控制程序流程图； 图7是本专利技术的灯器通信模式自动控制程序流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施进行进一步的说明。 实施例1 ，如图1和图2所示，加工制成灯体1和控制器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型智能化航标旋转灯器，由灯体（１）和控制器（２）两个部分组成，二者采用线路连接，其特征在于在灯体（１）的底盘（３）上安装有中心支杆（４）、轴承支架（５）、护罩（６）、电机驱动器（７）和接线排（８），中心支杆（４）下部安装有步进电机（９），步进电机（９）为空心轴步进电机，中心支杆（４）由步进电机（９）的轴和灯体（１）的转轴（１１）的中间穿过，步进电机（９）通过连轴器（１０）直接驱动灯体（１）的转轴（１１）旋转，转轴（１１）由轴承（１２）固定在轴承支架（５）上；透镜笼（１３）由下托板（１４）、上夹板（１５）和立柱（１６）构成，透镜笼（１３）由下托板（１４）连接于转轴（１１），透镜笼（１３）的立柱（１６）间安装有光学透镜（１７）；中心支杆（４）上端安装有换泡机底座（１８），换泡机（１９）安装于换泡机底座（１８）上，灯泡（２０）安装在换泡机（１９）上；控制器（２）由ＭＣＵ控制主板（２１）、操作界面（２２）、系统通信单元（２３）、外设控制单元（２４）、Ａ／Ｄ转换单元（２５）、远程通信单元（２６）、供电单元（２７）、日光检测单元（２８）、环境检测单元（２９）、ＧＰＳ接收单元（３０）、电源检测单元（３１）和分控单元（３２）组成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐津津，孔繁弘，钟建军，王如政，辛艺强，李鲜枫，马亚平，刘德波，李建涛，孙小鹏，郜喆，张临强，孙文远，曲辰，侯嘉，
申请(专利权)人：中华人民共和国天津海事局，
类型：发明
国别省市：12[]