船舶运动模型辨识监测仪的制作方法

1.本实用新型涉及船舶运动模型监测技术领域，具体为一种船舶运动模型辨识监测仪。


背景技术：

2.船舶在海上航行或执行战斗任务时，必然会受到海浪、海风及海流等海洋环境扰动的作用，不可避免地要产生摇荡运动，这种摇荡运动包括横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡(或升沉)。船舶运动模型描述船舶在运动过程中对控制输入(舵角)的响应特性，随着海上交通运输的发展，船舶运动模型的研究越来越重要，了解和掌握船舶运动模型是对船舶进行操纵控制的前提条件，也是研究船舶操纵性能和设计自动舵的基础。
3.现有的船舶上使用的监测仪多是对船体位置和姿态进行实时测量，如公开号cn210464459u的中国专利于2020年5月5日公开了一种船舶运动姿态实时监测系统，包括现场监测模块、通讯模块和可视化模块，所述现场监测模块通过通讯模块与可视化模块连接，所述现场监测模块包括第一工业相机、第二工业相机和服务器，所述第一工业相机和第二工业相机将监测到的船舶图像数据传输到服务器进行数据处理，得到船舶预警数据，所述服务器可以将船舶预警数据进行存储和显示，并将船舶预警数据通过通讯模块传输到可视化模块。该专利采用工业视觉检测与激光辅助相结合的技术，可以对船体位置和姿态进行实时测量，得出船体在靠、离泊时的运动状态，实现安全生产科学化、信息化、可视化，在保障安全生产的前提下，提高生产兑现率。但是现有技术还未提出可用于船舶运动模型辨识的船载监测仪。
4.本实用新型的船舶运动模型辨识监测仪对使用本装置的船舶进行数据采集及建模，构建船舶运动方程并对其准确性进行仿真分析验证，通过系统辨识方法对船舶姿态数据进行分析和处理并递规的生成实时船舶运动模型，动态的显示船舶当前的动力学状态，并对其未来的运动状态进行预测。


技术实现要素：

5.为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种船舶运动模型辨识监测仪，集船舶数据采集、处理及船舶运动模型参数辨识为一体，为船舶的安全通航提供数据支撑。
6.本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：
7.船舶运动模型辨识监测仪，所述监测仪包括壳体，壳体正面设有显示屏、电源开关和操作按键；壳体内部设有数据采集模块，用于接收船舶的位置信息和姿态信息；壳体顶部设有天线；所述监测仪与上位机通过网线连接；所述数据采集模块包括电路板和集成在电路板上的九轴姿态传感器、gps定位器和微处理器；所述电路板的背面设有散热板，所述散热板与壳体的内侧壁滑动连接。
8.上述技术方案中，在船舶运动模型辨识监测仪的壳体内部集成数据采集模块，包括电路板和集成在电路板上的九轴姿态传感器、gps定位器和微处理器，所述九轴姿态传感
器用于采集船舶的速度、角度、加速度及角速度，所述gps定位器用于采集船舶的经度、纬度及船舶运动合速度，前述采集的数据通过微处理器初步处理后传输给上位机，由上位机进行数据分析，生成实时船舶运动模型，动态的显示船舶当前的动力学状态，并对其未来的运动状态进行预测；同时，在壳体内设置散热板，所述散热板位于电路板的底部，用于解决电路板上元器件长时间工作产生的热量聚集问题，且所述散热板与壳体内侧壁滑动连接，可便于散热板的更换。该技术方案集船舶数据采集、处理及船舶运动模型参数辨识为一体，为船舶的安全通航提供数据支撑。
9.作为进一步的技术方案，所述电路板上还集成有温度传感器，所述温度传感器与微处理连接。所述温度传感器用于监测壳体内的温度，避免壳体内温度过高对电路板上各元器件造成损坏，进而导致监测仪故障。
10.作为进一步的技术方案，所述壳体上还设有报警器，所述报警器与微处理器连接，用于在壳体内温度超出预设值时发出报警信息。壳体内温度是逐步升高的过程，在此期间，微处理器对温度传感器采集的温度数据进行监控判断，当实时温度超过预设的温度时，则判断为壳体内温度过高，此时发出报警信息，提醒工作人员更换散热板。该技术方案在实施时，不影响监测仪的正常使用，只需打开壳体背板，更换新的散热板即可。
11.作为进一步的技术方案，所述壳体的相对的两内侧壁对称设有一组卡接槽，用于卡接固定电路板；所述一组卡接槽的下方设有u型滑槽，用于与散热板滑动连接。实施电路板与卡接槽卡接固定，方便装卸。
12.作为进一步的技术方案，所述散热板的相对两侧设有凸起的滑动条，所述滑动条与滑槽相适配。散热板与壳体内侧壁之间通过滑动条与滑槽的配合进行可拆卸的滑动连接。
13.作为进一步的技术方案，所述壳体为直角梯形结构，所述天线设置在梯形结构的顶部；所述显示屏设置在梯形斜边所在的面上，所述电源开关和操作按键与显示屏处于同一平面。
14.作为进一步的技术方案，所述壳体的背面设有背板，所述背板与壳体通过螺栓连接。当需要更换散热板时，旋出螺栓，取出散热板然后更换新的散热板，再旋紧螺栓固定。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型在船舶运动模型辨识监测仪的壳体内部集成数据采集模块，包括电路板和集成在电路板上的九轴姿态传感器、gps定位器和微处理器，所述九轴姿态传感器用于采集船舶的速度、角度、加速度及角速度，所述gps定位器用于采集船舶的经度、纬度及船舶运动合速度，前述采集的数据通过微处理器初步处理后传输给上位机，由上位机进行数据分析，生成实时船舶运动模型，动态的显示船舶当前的动力学状态，并对其未来的运动状态进行预测；同时，在壳体内设置散热板，所述散热板位于电路板的底部，用于解决电路板上元器件长时间工作产生的热量聚集问题，且所述散热板与壳体内侧壁滑动连接，可便于散热板的更换。本实用新型集船舶数据采集、处理及船舶运动模型参数辨识为一体，为船舶的安全通航提供数据支撑。
附图说明
16.图1为根据本实用新型实施例的船舶运动模型辨识监测仪的壳体表面示意图；
17.图2为根据本实用新型实施例的船舶运动模型辨识监测仪的壳体侧壁示意图；
18.图3为根据本实用新型实施例的船舶运动模型辨识监测仪的原理图；
19.图4为根据本实用新型实施例的船舶运动模型辨识监测仪的散热板示意图。
20.图中：1、壳体；2、显示屏；3、操作按键；4、操作区；5、报警器；6、电源开关；7、天线；8、卡接槽；9、u型滑槽；10、限位块；11、九轴位姿传感器；12、gps定位器；13、微处理器；14、温度传感器；15、上位机；16、散热板；17、滑动条。
具体实施方式
21.以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
25.实施例
26.如图1
‑
4所示，本实施例提供一种船舶运动模型辨识监测仪，所述监测仪包括壳体1，壳体1正面设有显示屏2和操作区4，所示操作区4内设有电源开关6和操作按键3；壳体1内部设有数据采集模块，用于接收船舶的位置信息和姿态信息；壳体1顶部设有天线7；所述监测仪与上位机15通过网线连接；所述数据采集模块包括电路板和集成在电路板上的九轴姿态传感器11、gps定位器12和微处理器13；所述电路板的背面设有散热板16，所述散热板16与壳体1的内侧壁滑动连接。
27.所述电路板上还集成有温度传感器14，所述温度传感器14与微处理连接。所述温
度传感器14用于监测壳体1内的温度，避免壳体1内温度过高对电路板上各元器件造成损坏，进而导致监测仪故障。
28.所述壳体1上还设有报警器5，所述报警器5与微处理器13连接，用于在壳体1内温度超出预设值时发出报警信息。壳体1内温度是逐步升高的过程，在此期间，微处理器13对温度传感器14采集的温度数据进行监控判断，当实时温度超过预设的温度时，则判断为壳体1内温度过高，此时发出报警信息，提醒工作人员更换散热板16。该技术方案在实施时，不影响监测仪的正常使用，只需打开壳体1背板，更换新的散热板16即可。
29.所述壳体1的相对的两内侧壁对称设有一组卡接槽8，用于卡接固定电路板；所述一组卡接槽8的下方设有u型滑槽9，用于与散热板16滑动连接。实施电路板与卡接槽8卡接固定，方便装卸。u型滑槽9的前端设有限位块10，对滑入u型滑槽9的散热板16起限位作用。
30.所述散热板16的相对两侧设有凸起的滑动条17，所述滑动条17与滑槽相适配。散热板16与壳体1内侧壁之间通过滑动条17与滑槽的配合进行可拆卸的滑动连接。
31.所述壳体1为直角梯形结构，所述天线7设置在梯形结构的顶部；所述显示屏2设置在梯形斜边所在的面上，所述电源开关6和操作按键3与显示屏2处于同一平面。
32.所述壳体1的背面设有背板，所述背板与壳体1通过螺栓连接。当需要更换散热板16时，旋出螺栓，取出散热板16然后更换新的散热板16，再旋紧螺栓固定。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
34.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。