CN214154674U - 集成rov操作平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于潜水器水面控制单元***领域，具体说是集成ROV操作平台。包括控制底柜A、控制底柜B、操作控制台、显示器支架以及显示屏；其中，显示器支架垂直固定在操作控制台的平面上，显示器支架有多个，均并列相连，显示器支架上设有显示屏；操作控制台的平面下设有控制底柜A、控制底柜B以及支撑柱；控制底柜A和控制底柜B与操作控制台的连接处均开设有腰型孔，且分别通过腰型孔与操作控制台电性连接；操作控制台上设有驾驶位操作台、共享操作台以及操作面板；驾驶位操作台以及共享操作台均与控制底柜A连接，操作面板嵌入至操作控制台内，且与控制底柜B连接。本实用新型可涵盖大部分ROV操作功能，可使用大多数ROV控制***。

Description

集成ROV操作平台

技术领域

潜水器水面控制单元***领域，具体说是集成ROV操作平台。

背景技术

在海洋探索领域中，遥控行作业潜水器ROV能够长时间不间断水下作业，并能够实时传输水下视频画面，母船控制人员能够遥控操作潜水器搭载的各种工具进行科考、管道维护、焊接等工作，水下机器人作为探索海洋的重要工具，作业人员需要实时遥控潜水器的进行工作、海底地形地貌和操作机械手抓取样本等，为了将这些功能完整实现，集成ROV操作平台需要针对不同需求实现相应功能，还要对所有作业视频进行录制等。

现有ROV操作平台大多安装在控制集装箱中，受集装箱体积限制，ROV操作平台的显示器数量、操作台尺寸等尺寸受到限制，占用空间较大，空间利用率，ROV操作功能不全面，且不方便ROV内的操作，急需一种占用空间少，方便ROV内操作人员操作，且适应性强的ROV操作平台。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供集成ROV操作平台，本实用新型解决了模拟训练器长期依赖进口、价格昂贵、与国内主流ROV控制平台差异较大的问题，并且降低了成本。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：集成ROV操作平台，其特征在于，包括控制底柜A、控制底柜B、操作控制台、显示器支架以及显示屏；其中，显示器支架垂直固定在操作控制台的平面上，所述显示器支架有多个，均并列相连，所述显示器支架上设有显示屏；

所述操作控制台的平面下设有控制底柜A、控制底柜B以及支撑柱；所述控制底柜A和控制底柜B与操作控制台的连接处均开设有腰型孔，且分别通过腰型孔与操作控制台电性连接；所述支撑柱设有多个，每个支撑柱的高度与控制柜A或控制柜B的高度相等，分别均布设于所述操作控制台的平面下；

所述操作控制台上设有驾驶位操作台、共享操作台以及操作面板；所述操作控制台上设有驾驶位操作台、共享操作台以及操作面板；所述驾驶位操作台以及共享操作台均与控制底柜A连接，所述操作面板嵌入至操作控制台内，且与控制底柜B连接。

所述驾驶位操作台有两个，每个驾驶位操作台均设有与控制底柜A连接的微调控制区域、云台控制区域、自动功能区域、操控区域以及触控计算机；

所述微调控制区域设于驾驶位操作台的左侧中部，微调控制区域内设有为ROV施加恒定控制量的旋转电位计；

所述云台控制区域设于驾驶位操作台的左侧下部，云台控制区域内设有多个云台控制杆；

所述自动功能区域设于驾驶位操作台上，自动功能区域设有多个控制按钮；

所述操控区域设于驾驶位操作台右侧，包括控制ROV运动的操纵杆以及控制触控计算机的轨迹球设备。

所述共享操作台包括与控制底柜A连接的急停开关、总开关、底柜开关和与驾驶位操作台连接的驾驶位操作台开关、上电开关和下电开关；急停开关输出为干节点，与潜水器动力***接触器连接，用于控制动力***开关，总开关连接至端子排，通过端子排与外部电源连接，底柜开关连接至底柜电源输入端，用于控制底柜A上电和下电，上电开关和下电开关连接至驾驶位操作台，用于控制潜水器上电和下电。

所述控制底柜A设于两个驾驶位操作台之间的操作控制台底部，且设于共享操作台的平面正下方。

所述控制底柜A包括KVM切换器、语音通信机、工业计算机***、混合硬盘录像机、视频综合平台、网络交换机、高清视频处理器以及标清视频分配器；

所述KVM切换器输出端分别与工业计算机***和驾驶位操作台连接，输入端连有键盘鼠标，所述语音通讯机与甲板上的操作人员的对讲机无线通信；所述工业计算机***通过网络交换机与视频综合平台连接；

所述混合硬盘录像机，分别与高清视频处理器和标清视频分配器连接，其输出端与视频综合平台连接；

所述视频综合平台，与显示屏连接，以实现多个视频信号播放；

所述网络交换机的输入端与控制底柜B连接，输出端与视频综合平台连接；

所述网络交换机的输入端还与工业计算机***连接，输出端与混合硬盘录像机连接。

所述控制底柜B包括光纤通信模块以及与其连接的串口服务器、网络交换机B以及高清硬盘录像机；

所述高清硬盘录像机，依次通过控制柜A中的高清字符叠加器和高清视频分配器后，分别连接至混合硬盘录像机与视频综合平台；

水面端光纤通信模块通过串口服务器、网络交换机B分别接入至高清硬盘录像机、混合硬盘录像机与视频综合平台。

所述光纤通信模块四周安装有加速散热的散热风扇。

所述每个显示器支架对应设有两个显示屏，分别为下显示屏和上显示屏，所述其中上显示屏设于下显示屏上方，且下显示屏与上显示屏相连接。

所述下显示屏所在显示器支架的平面与操作控制台的平面垂直，所述上显示屏向前倾斜，与下显示屏连接处形成夹角。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型包括由控制底柜A、控制底柜B、操作台和视频矩阵组成；

2.本实用新型主副驾驶面板硬件配置相同，互为备份，当一个控制面板出现故障时，另一个控制面板可继续完成作业；

3.本实用新型中两个控制底柜结构紧凑，空间利用率高，且安装在控制台底部，不会占用其他设备空间；

4.本实用新型中中间共享操作面板安装在主副驾驶面板中间，主副驾驶员均可方便操作；

5.本实用新型中操作面板功能齐全，涵盖大部分ROV操作功能，可使用大多数ROV控制***。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型操作控制台示意图；

图3为本实用新型驾驶位操作台示意图；

图4为本实用新型共享操作台示意图；

图5为本实用新型的控制***连接框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型的结构示意图，本实用新型目的主要由控制底柜A、控制底柜B、操作台和视频矩阵组成，视频矩阵用螺丝固定到操作控制台前方，底柜用螺丝固定在操作控制台下方，底柜和控制台连接处开有腰型孔，用于走线；控制台分为主驾驶位、副驾驶位、共享操作位。主驾驶位操作面板和副驾驶位操作面板硬件相同，互为备份，操作面板安装有触控计算机、旋转电位器、云台单杆、航行操作单杆、控制按钮、轨迹球；共享操作位安装断路器、急停开关、启动按钮、停止按钮；控制台内部安装有PLC数据采集设备用于采集操作面板指令，还安装有鼠标键盘，便于操作员操作；控制底柜A和控制底柜B是控制***水面单元各控制设备的主要安置机柜，与潜水器电子舱通过通过光纤连接，处理水下传输上来的视频及数据信息，并将操作控制台发出的控制指令传输到控制***水下单元，实现对潜水器的操纵。操作控制台除了能够对潜水器进行操纵，还装有视频显示矩阵以及视频切换设备，能够根据操作人员的需要对视频显示进行切换。

操作台可以容纳4名操作人员同时作业。从左到右依次为：ROV作业观察员、ROV工具操作员、主驾驶员坐席、副驾驶员坐席。ROV工具操作员航行时可以控制科学高清摄像机云台，作业时还负责操纵一个机械手。其操作面板为平面，上面可以放置辅助设备。主、副驾驶员操作面板完全相同，二者之间区域为共享操作面板，两人均可进行操作。

如图2～3所示，为本申请驾驶位操作台结构示意图以及位置图，驾驶位操作台正中为触控计算机，采用宽屏18.5寸电容触控屏，运行有ROV控制软件。触控计算机安装位置高于整个操作面板的平面，安放角度上也具有一定的倾角，使得操作人员能够更方便的触控、观察显示屏幕。

驾驶位操作台左侧中部为推进器微调控制区域。通过该区域的旋钮，可以对潜水器施加恒定的前进/后退、左移/右移、上浮/下潜等控制量。

驾驶位操作台的左侧下方为两个摄像机云台的控制单杆，驾驶员在用右手操纵潜水器运动时，可以方便的使用左手对摄像机云台进行操作，以便观察环境信息，方便驾驶。

驾驶位操作台中下位置为自动功能按钮。可以通过触碰自动功能按钮启动或停止，实现自动定深、自动定向、自动定高、自动定位功能。

驾驶位操作台右侧为潜水器驾驶主操纵杆，通过此操纵杆可以控制潜水器的前进/后退、左移/右移、左转/右转、上浮/下潜等运动。操纵杆的上方为轨迹球设备，可以在触控计算机触摸屏失效的情况下，通过轨迹球设备取代手指触控功能继续对触控计算机施加控制指令。

如图4所示，为本实用新型共享操作面板结构示意图，共享操作面板上布置有水面控制单元电源开关、中频电源急停按钮、潜水器上电、下电按钮。当中频电源急停按钮被按下时，该信号连接至中频电源柜供电开关断路信号，执行后将使潜水器载体断电。

通过潜水器上电开关，对水下潜水器进行供电，与潜水器通信状态正常后即可进行潜水器操纵控制。当潜水器作业完毕，需要关闭电源时，可以通过此潜水器下电开关对潜水器进行关断电源。

当控制***发生故障，无法关闭潜水器电源，或无法确认潜水电源是否关闭成功时，可以按下急停按钮。可直接对潜水器供电的断路器施加脱扣操作，使得潜水器能够被关闭电源。

视频矩阵的视频显示画面可自由切换组合，不同显示器之间可以自由组合、分隔形成显示画面。每台显示器可以进行1/4/8/9/16画面分割，也可自定义画面分割比例及画面组合形状。整个显示矩阵的宽度为4米，高1.3米，分为两行四列布置。显示器的布置均按人体工学要求，具有一定的向下倾斜角度，采用这样的布置方式能够减小显示器反光及提高视觉观察效果。

如图5所示，为本实用新型的控制***连接框图，控制底柜B包括光纤通信模块以及与其连接的串口服务器、网络交换机B以及高清硬盘录像机；

高清硬盘录像机，用于接收水下云台录制潜水器搭载的高清摄像机视频，并分别发送高清视频流依次通过控制柜A的高清字符叠加器和高清视频分配器后，分别传输至混合硬盘录像机与视频综合平台；

数据信号包括：高清视频、标清视频及网络数据；

高清视频，通过高清高清字符叠加器和视频分配器设备后，分别传输至高清硬盘录像机、混合硬盘录像机与视频综合平台；

标清视频，通过标清视频分配器后分别传输至混合硬盘录像机与视频综合平台；

网络数据，发送至触控计算机，用来实现触控计算机对各控制节点现场信号、水下串口设备数据的读取控制，对视频信号的控制。

控制底柜A能够安装具有标准机柜接口的各型控制设备。控制底柜A正面从上至下，依次安装有：KVM、语音通信机、控制计算机托盘、混合硬盘录像机、视频综合平台以及标清视频分配器。控制底柜A位于主、副驾驶员中间，两人可方便的对此柜进行操作，KVM用于鼠标控制所有计算机设备；语音通讯机用于与甲板收放操作人员对话，进行收放缆长度沟通等；计算机托盘用于安装固定工业计算机，工业计算机上运行声呐控制软件和潜水器控制软件；混合硬盘录像机用于录制所有视频信息，包括水下潜水器的所有视频信息、甲板收放状态监控视频；视频综合平台将所有视频信号接收处理，并投放到视频矩阵。

控制底柜B柜体能够安装具有标准机柜接口的各型控制设备。控制底柜B主要用于潜水器搭载的设备数据的处理。正面从上至下依次是：光纤通信模块、串口服务器、高清硬盘录像机、UPS不间断电源。

UPS电源用于给集成ROV操作平台供电，母船提供电源接入到UPS电源中，UPS电源经过处理后输出高质量220VAC交流电，同时，在发生意外断电时，UPS电源还可以提供220VAC应急供电，对控制***各计算机及硬盘录像设备继续供电，以便进行安全关机，防止数据受损与丢失。

光纤通讯模块用于通过光纤连接至潜水器，作为重要的通信设备，在光纤通信模块四周安装有散热风扇，加速散热；串口服务器具有串口转网络功能，能够将RS-232/485/422串口信号转换成TCP/IP协议网络接口，将控制***所有串口信号接入到串口服务器，使得串口设备能够连接网络进行数据通信。

本实用新型集成ROV操作平台去除了高大的控制柜，采用***集成方案，将所有设备安装到控制台下方的控制底柜中，减少占用空间，并将控制面板进行优化，方便ROV操作人员操作潜水器，同时本发明也适用于船舱安装，适应性更强。

本实用新型的工作原理为：

如图5所示，集成ROV操作平台与潜水器通过光纤进行通信。水面端光纤通信模块将水下传输的光信号转换为高清视频、标清视频、网络数据、串行数据等，分别传输至高清视频分配器、标清视频分配器、网络交换机和串口服务器等设备中，形成高清视频流、标清视频流、串口数据流和网络数据流。

高清视频流通过高清视频分配器、高清字符叠加器等设备后，分别传输至高清硬盘录像机、混合硬盘录像机与视频综合平台。

标清视频流通过标清视频分配器进行1路分2路处理后分别传输至混合硬盘录像机与视频综合平台。

网络数据流主要连接主触控计算机、副触控计算机、主控制节点(PLC)、副控制节点(PLC)、串口服务器及具有网络接口的各控制设备。用来实现触控计算机对各控制节点现场信号、水下串口设备数据的读取、控制，对视频信号的控制等。

串口数据流主要由潜水器连接的各种传感器设备、水下灯盒控制节点、比例阀箱控制节点以及科***的通信数据汇集而成。大部分串口数据流统一连接到串口服务器中，转换为网络数据包(双向转换)，一部分则直接与水面端设备连接。

视频综合平台负责将各摄像机视频信号和计算机视频信号自由组合后以1/4/8/9等分屏的形式在视频矩阵上进行显示，并可通过网页或串口实时完成视频的切换，还可通过预案的方式完成多个预定显示方案的整体切换或者恢复某个预定显示方案。

操作人员通过控制台上的控制面板操控潜水器航行和作业，并通过KVM切换器切换鼠标键盘权限去控制不同的计算机。

Claims (9)

1.集成ROV操作平台，其特征在于，包括控制底柜A、控制底柜B、操作控制台、显示器支架以及显示屏；其中，显示器支架垂直固定在操作控制台的平面上，所述显示器支架有多个，均并列相连，所述显示器支架上设有显示屏；

所述操作控制台的平面下设有控制底柜A、控制底柜B以及支撑柱；所述控制底柜A和控制底柜B与操作控制台的连接处均开设有腰型孔，且分别通过腰型孔与操作控制台电性连接；所述支撑柱设有多个，每个支撑柱的高度与控制柜A或控制柜B的高度相等，分别均布设于所述操作控制台的平面下；

所述操作控制台上设有驾驶位操作台、共享操作台以及操作面板；所述驾驶位操作台以及共享操作台均与控制底柜A连接，所述操作面板嵌入至操作控制台内，且与控制底柜B连接。

2.根据权利要求1所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述驾驶位操作台有两个，每个驾驶位操作台均设有与控制底柜A连接的微调控制区域、云台控制区域、自动功能区域、操控区域以及触控计算机；

所述微调控制区域设于驾驶位操作台的左侧中部，微调控制区域内设有为ROV施加恒定控制量的旋转电位计；

所述云台控制区域设于驾驶位操作台的左侧下部，云台控制区域内设有多个云台控制杆；

所述自动功能区域设于驾驶位操作台上，自动功能区域设有多个控制按钮；

所述操控区域设于驾驶位操作台右侧，包括控制ROV运动的操纵杆以及控制触控计算机的轨迹球设备。

3.根据权利要求1所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述共享操作台包括与控制底柜A连接的急停开关、总开关、底柜开关和与驾驶位操作台连接的驾驶位操作台开关、上电开关和下电开关；急停开关输出为干节点，与潜水器动力***接触器连接，用于控制动力***开关，总开关连接至端子排，通过端子排与外部电源连接，底柜开关连接至底柜电源输入端，用于控制底柜A上电和下电，上电开关和下电开关连接至驾驶位操作台，用于控制潜水器上电和下电。

4.根据权利要求1或3所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述控制底柜A设于两个驾驶位操作台之间的操作控制台底部，且设于共享操作台的平面正下方。

5.根据权利要求1所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述控制底柜A包括KVM切换器、语音通信机、工业计算机***、混合硬盘录像机、视频综合平台、网络交换机、高清视频处理器以及标清视频分配器；

所述KVM切换器输出端分别与工业计算机***和驾驶位操作台连接，输入端连有键盘鼠标，所述语音通信机与甲板上的操作人员的对讲机无线通信；所述工业计算机***通过网络交换机与视频综合平台连接；

所述混合硬盘录像机，分别与高清视频处理器和标清视频分配器连接，其输出端与视频综合平台连接；

所述视频综合平台，与显示屏连接，以实现多个视频信号播放；

所述网络交换机的输入端与控制底柜B连接，输出端与视频综合平台连接；

所述网络交换机的输入端还与工业计算机***连接，输出端与混合硬盘录像机连接。

6.根据权利要求1所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述控制底柜B包括光纤通信模块以及与其连接的串口服务器、网络交换机B以及高清硬盘录像机；

所述高清硬盘录像机，依次通过控制柜A中的高清字符叠加器和高清视频分配器后，分别连接至混合硬盘录像机与视频综合平台；

水面端光纤通信模块通过串口服务器、网络交换机B分别接入至高清硬盘录像机、混合硬盘录像机与视频综合平台。

7.根据权利要求6所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述光纤通信模块四周安装有加速散热的散热风扇。

8.根据权利要求1所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述每个显示器支架对应设有两个显示屏，分别为下显示屏和上显示屏，所述其中上显示屏设于下显示屏上方，且下显示屏与上显示屏相连接。

9.根据权利要求8所述的集成ROV操作平台，其特征在于，所述下显示屏所在显示器支架的平面与操作控制台的平面垂直，所述上显示屏向前倾斜，与下显示屏连接处形成夹角。

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