无线电通讯设备方向调节装置、方向调节方法及船舶

技术领域

本申请属于无线电通讯设备监测技术领域，尤其涉及一种无线电通讯设备方向调节装置、方向调节方法及船舶。

背景技术

无线电通讯设备是舰艇上利用无线电波传输信息的设备，无线电通讯设备主要用于舰艇对外通信，是进行远距离通信的唯一手段，无线电通讯设备包括发信机、收信机、天线、馈线和相应的终端设备等。

雷达是无线电通讯设备中的一种，雷达也被称为“无线电定位”。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

传统的水面监控雷达多为固定式或转动式的雷达，雷达可监视的范围有限，设备搬运至船舶后，容易受水面起伏影响，影响精确度和灵活性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种无线电通讯设备方向调节装置、方向调节方法及船舶，旨在解决现有技术中船舶行进过程中受水面起伏影响无线电通讯设备探测准确度的技术问题。

本申请的第一目的在于提供一种无线电通讯设备方向调节装置，用于安装于船舶，所述无线电通讯设备方向调节装置包括：

底座；

活动支架，活动连接于所述底座，所述活动支架用于安装无线电通讯设备；

驱动部件，与所述活动支架连接，以用于驱动所述活动支架相对于所述底座转动；

第一信息采集单元，用于安装于船舶，以能够获取所述船舶的姿态信息；

第二信息采集单元，能够获取所述活动支架的转动角度信息；及

控制单元，与所述驱动部件、所述第一信息采集单元及所述第二信息采集单元均通讯连接，所述控制单元用于根据所述姿态信息和所述活动支架的转角信息控制所述驱动部件。

在其中一个实施例中，所述活动支架绕第一轴线转动连接于所述底座，所述第一轴线平行于水平方向。

在其中一个实施例中，所述驱动部件能够驱动所述活动支架绕所述第一轴线相对于所述底座分别沿逆时针方向和顺时针方向转动。

在其中一个实施例中，所述活动支架相对于所述底座的转动角度范围为±90°。

在其中一个实施例中，所述第一信息采集单元用于获取所述船舶的纵倾角度。

在其中一个实施例中，所述船舶为自动驾驶的船舶，所述船舶具有自控中心系统，所述自控中心系统与所述控制单元通讯连接。

在其中一个实施例中，所述驱动部件包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器和所述第二驱动器对称设置于所述活动支架的两侧，并分别与所述活动支架连接。

在其中一个实施例中，第二信息采集单元安装于所述活动支架或所述底座上。

本申请的第二目的在于提供一种船舶，包括无线电通讯设备、船体及如上述任一项所述的无线电通讯设备方向调节装置，所述无线电通讯设备安装于所述活动支架上，所述底座安装于所述船体上。

本申请的第三目的在于提供一种无线电通讯设备方向调节方法，应用于如上述的船舶，所述无线电通讯设备方向调节方法包括以下步骤：

通过第一信息采集单元，获取船舶的姿态信息；

通过第二信息采集单元，获取活动支架的转动角度信息；

将所述活动支架的转动角度信息与所述船舶的姿态信息进行对比，控制驱动部件驱动所述活动支架相对于所述底座转动。

在其中一个实施例中，在所述获取活动支架的转动角度信息之前，获取所述活动支架的初始目标角度值。

本申请的无线电通讯设备方向调节装置、方向调节方法及船舶相对于现有技术的有益效果是：与现有技术相比，本无线电通讯设备方向调节装置、方向调节方法及船舶中，无线电通讯设备方向调节装置能够根据船舶的姿态信息调整活动支架及活动支架上安装的无线电通讯设备的角度，从而使得无线电通讯设备能够适应船舶在水面上的浮动，在船舶在高航海和高速航行时，水面较大幅度浮动的情况下，控制单元能够根据第一信息采集单元采集的船舶的姿态信息及第二信息采集单元采集的活动支架的转动角度信息，并将二者的变化进行对比，进而控制驱动部件驱动活动支架相对于底座转动，从而使得活动支架能够带动无线电通讯设备转动，并转动至能够扫描到真实目标的位置，达到随时调整无线电通讯设备的安装角度的目的，以适配不同船舶的安装需求；本无线电通讯设备方向调节装置能够根据船舶的姿态调整无线电通讯设备相对于船体的转动角度，进而调整扫描角度，使得无线电通讯设备能够在高海况和高速航行时，同样可以探测到真实目标，无线电通讯设备的使用更加灵活，有利于提高无线电通讯设备探测的精确度，减少杂波的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种无线电通讯设备方向调节装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种无线电通讯设备的结构示意图；

图3是图2的右视图；

图4是本申请实施例提供的一种无线电通讯设备在逆时针转动后的状态示意图；

图5是本申请实施例提供的一种无线电通讯设备在顺时针转动后的状态示意图；

图6是本申请实施例提供的一种无线电通讯设备方向调节装置的控制逻辑框图；

图7是本申请实施例提供的一种无线电通讯设备方向调节方法的控制逻辑示意图。

附图标记说明：1、无线电通讯设备；2、活动支架；3、驱动部件；31、第一驱动器；32、第二驱动器；4、底座；5、控制单元；6、第二信息采集单元；7、第一轴线。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上部”、“下部”、“朝上”、“竖直”、“水平”、“底”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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申请中的具体含义。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。

请参阅图1所示，本申请实施例提供了一种无线电通讯设备方向调节装置，无线电通讯设备方向调节装置包括底座4、活动支架2、驱动部件3、第一信息采集单元、第二信息采集单元6及控制单元5；活动支架2活动连接于底座4，活动支架2用于安装无线电通讯设备1；驱动部件3与活动支架2连接，以用于驱动活动支架2相对于底座4转动；第一信息采集单元(图中未显示)，用于安装于船舶，以能够获取船舶的姿态信息；第二信息采集单元6安装于活动支架2或底座4上，以能够获取活动支架2的转动角度信息；控制单元5与驱动部件3、第一信息采集单元及第二信息采集单元6均通讯连接，控制单元5用于根据姿态信息和活动支架2的转角信息控制驱动部件3工作。

其中，结合图2所示，无线电通讯设备1可包括雷达，雷达可采用固定式的雷达，固定式的雷达的扫描角度固定，例如，有效的扫描角度范围为±25°；雷达还可采用摇摆式雷达，雷达本身具有预设的摇摆角度，例如，雷达绕设定的轴线往复摇摆预设角度，预设角度范围可选为±60°；雷达还可采用转动式雷达，雷达绕自身轴线转动预设角度，例如，转动的预设角度范围为0°-360°。

底座4对活动支架2和无线电通讯设备1能够起到支撑的作用，底座4可采用框架式结构或实体结构，底座4用于安装于船舶的船体上。

活动支架2用于安装无线电通讯设备1，活动支架2与底座4活动连接，活动连接的方式包括转动连接。

驱动部件3为活动支架2的运动提供动力，驱动部件3可采用电机，通过电机与活动支架2连接，以驱动活动支架2相对于底座4转动。

第一信息采集单元用于安装于船舶上，第一信息采集单元可以为独立的姿态传感器，也可以为集成于船舶的控制系统内的传感器元件，例如，第一信息采集单元可采用角度传感器。

船舶的姿态信息一般包括船摇信息与船体变形信息，船摇信息包括纵挠信息、艏挠信息及横扭信息，船体变形信息包括航向信息、纵摇信息和横摇信息，船舶的纵摇信息具体包括船舶的纵倾角度信息；第一信息采集单元至少能够获取船舶的纵倾角度信息。

第二信息采集单元6同样可采用角度传感器，角度传感器安装在活动支架2或底座4上，进而采集、获取活动支架2相对于底座4的转动角度信息，并将转动角度信息输出至控制单元5。

结合图6所示，控制单元5可采用模块化的控制器，控制单元5可与底座4连接，控制单元5独立于船舶的控制系统。控制单元5均与驱动部件3、第一信息采集单元、第二信息采集单元6通讯连接，从而根据船舶的姿态信息和活动支架2的转动角度信息的对比，进而控制驱动部件3，驱动活动支架2相对于底座4转动，转动的角度和方向，根据船舶的姿态信息与活动支架2的转动角度信息支架的差值变化进行调整，例如，船舶的纵倾角度在朝向远离水面的方向增大，则驱动部件3驱动活动支架2在纵向上朝向靠近水面的方向转动，转动的角度的数值与船舶的纵向倾角改变的数值相等。

在本实施方式中，无线电通讯设备方向调节装置用于安装在船舶上，并用于安装无线电通讯设备1，本无线电通讯设备方向调节装置能够根据船舶的姿态信息调整活动支架2及活动支架2上安装的无线电通讯设备1的角度，从而使得无线电通讯设备1能够适应船舶在水面上的浮动，在船舶在高航海和高速航行时，水面较大幅度浮动的情况下，控制单元5能够根据第一信息采集单元采集的船舶的姿态信息及第二信息采集单元6采集的活动支架2的转动角度信息，并将二者的变化进行对比，进而控制驱动部件3驱动活动支架2相对于底座4转动，从而使得活动支架2能够带动无线电通讯设备1转动，并转动至能够扫描到真实目标的位置，达到随时调整无线电通讯设备1的安装角度的目的，以适配不同船舶的安装需求；本无线电通讯设备方向调节装置能够根据船舶的姿态调整无线电通讯设备1相对于船体的转动角度，进而调整扫描角度，使得无线电通讯设备1能够在高海况和高速航行时，同样可以探测到真实目标，无线电通讯设备1的使用更加灵活，有利于提高无线电通讯设备1探测的精确度，减少杂波的产生。

在其中一个实施例中，参照图1和图2所示，活动支架2绕第一轴线7转动连接于底座4，第一轴线7平行于水平方向；第一信息采集单元用于获取船舶的纵倾角度。

具体地，第一轴线7可以为活动支架2与底座4转动连接的铰接轴的中轴线，船体静止于水面的情况下，底座4安装于船体上，活动支架2安装于底座4上上方，无线电通讯设备1安装于活动支架2的远离底座4的一侧，也就是安装于活动支架2的上方，第一轴线7平行于水平方向，故，活动支架2相对于底座4在纵向平面内或竖直平面内进行转动。

第一信息采集单元采用角度传感器，角度传感器能够获取船舶的纵倾角度，纵向倾角为船舶在水面浮动时，船舶在纵向平面或竖直平面内的转动角度。

在本实施方式中，船舶在受海况和航速等影响时，主要是使船舶在纵向平面内上下起伏，从而影响无线电通讯设备1对目标信息的采集，故，本实施例中的无线电通讯设备方向调节装置通过第一信息采集单元获取船舶的纵倾角度，第二信息采集单元6获取活动支架2相对于底座4或船体的在纵向平面内的转动角度信息，控制单元5将船舶的纵倾角度信息与活动支架2的转动角度信息进行对比，从而控制驱动部件3驱动活动支架2适应性转动，以减小水面的上下起伏对无线电通讯设备1的扫描角度的影响，本无线电通讯设备方向调节装置能够随时、实时调节无线电通讯设备1的安装角度，以适配不同船舶对无线电通讯设备1的安装要求。

另外，本调节装置具有自调节的功能，其是无线电通讯设备1的自稳平台，能够有效降低振动和冲击对无线电通讯设备1的伤害；通过控制单元5控制驱动部件3调节活动支架2及活动支架2上的无线电通讯设备1的不同角度，以实现无线电通讯设备1不同的探测距离。

在其中一个实施例中，参照图3和图4及图5所示，驱动部件3能够驱动活动支架2绕第一轴线7相对于底座4分别沿逆时针方向和顺时针方向转动，顺时针方向也可称为正向，逆时针方向也可称为反向；活动支架2相对于底座4的转动角度范围为±90°，也就是说，驱动部件3能够驱动活动支架2绕第一轴线7相对于底座4分别沿逆时针方向转动至90°，还能够沿顺时针方向转动至90°。

具体地，依据船舶在水中的上下浮动情况，使得驱动部件3能够顺时针驱动活动支架2转动，还能够逆时针驱动活动支架2转动；例如，无线电通讯设备1的扫描方向沿船舶行进的方向，船舶在水面上船头向上倾斜的情况下，控制单元5控制活动支架2逆时针方向转动，以使得活动支架2带动无线电通讯设备1朝向与船舶转动方向相反的方向转动，从而抵消由于船舶的向上倾斜而对无线电通讯设备1扫描范围的影响；在船舶的船头向下倾斜的情况下，控制单元5控制活动支架2顺时针方向转动，以使得活动支架2带动无线电通讯设备1朝向与船舶转动方向相反的方向转动，从而抵消由于船舶的向下倾斜而对无线电通讯设备1扫描范围的影响。

在本实施方式中，驱动部件3可采用电机，电机为能够正转和反转的双向转动电机，俗称正反转电机；通过使驱动部件3驱动活动支架2沿顺时针方向和逆时针方向分别转动，从而适应性地抵消船舶的上下起伏对无线电通讯设备1的影响，本无线电通讯设备方向调节装置能够实时跟随船舶的起伏调整无线电通讯设备1的安装角度，保证无线电通讯设备1的探测精度，减小杂波产生的概率。

在其中一个实施例中，船舶为自动驾驶的船舶，船舶具有自控中心系统，自控中心系统与控制单元5通讯连接。

具体地，自控中心系统为独立于船舶的控制中心，自控中心系统为设置于岸边的计算机控制中心，计算机控制中心包括有PLC控制器。

在本实施方式中，结合图7所示，通过设置自控中心系统，使自控中心系统与控制单元5通讯连接，从而实现对驱动部件3、活动支架2及无线电通讯设备1的远程控制，通过远程控制无线电通讯设备1的纵向角度；另外，通过远程控制无线电通讯设备1的角度，能够便于工作人员后期调节出活动支架2的更准确的安装角度，通过调节活动支架2的不同转动角度，以实现无线电通讯设备1不同的探测距离，提高探测的精度。

在其中一个实施例中，参照图1和图2所示，驱动部件3包括第一驱动器31和第二驱动器32，第一驱动器31和第二驱动器32对称设置于活动支架2的两侧，并分别与活动支架2连接。

具体地，活动支架2具有两个相背对设置的铰接轴，且两个铰接轴对称设置在活动支架2的两侧，两个铰接轴分别与底座4转动连接。

第一驱动器31和第二驱动器32分别与两个铰接轴连接，并驱动铰接轴转动；第一驱动器31和第二驱动器32均为电机，电机采用正反转电机。

在本实施方式中，通过设置两个驱动器与活动座连接，即通过设置第一驱动器31和第二驱动器32，使第一驱动器31和第二驱动器32对称连接在活动座的两侧，以对活动座提供对称的驱动力，提高活动座转动过程的稳定性，并为活动座的转动提供足够的动力。

无线电通讯设备1可采用固定式雷达、摇摆式雷达或转动式雷达等，具体可参见上述实施例中关于雷达的描述。

在本实施方式中，活动支架2能够承载各种雷达，通过将方向调节装置安装在船舶上，方向调节装置能够根据船舶的姿态信息调整活动支架2及活动支架2上安装的雷达的角度，从而使得雷达能够适应船舶在水面上的浮动，在船舶在高航海和高速航行时，水面较大幅度浮动的情况下，控制单元5能够根据第一信息采集单元采集的船舶的姿态信息及第二信息采集单元6采集的活动支架2的转动角度信息，并将二者的变化进行对比，进而控制驱动部件3驱动活动支架2相对于底座4转动，从而使得活动支架2能够带动雷达转动，并转动至能够扫描到真实目标的位置，达到随时调整雷达的安装角度的目的，以适配不同船舶的安装需求；本无线电通讯设备方向调节装置能够根据船舶的姿态调整雷达相对于船体的转动角度，进而调整扫描角度，使得雷达能够在高海况和高速航行时，同样可以探测到真实目标，雷达的使用更加灵活，有利于提高雷达探测的精确度，减少杂波的产生。

本申请还提供了一种船舶，船舶包括无线电通讯设备1、船体及上述各实施例中的无线电通讯设备方向调节装置，无线电通讯设备1安装于活动支架2上，底座4安装于船体上。

本实施例中的船舶通过安装上述无线电通讯设备1，使得船舶能够根据船舶的姿态调整无线电通讯设备1相对于船体的转动角度，进而调整扫描角度，使得无线电通讯设备1能够在高海况和高速航行时，同样可以探测到真实目标，无线电通讯设备1的使用更加灵活，有利于提高无线电通讯设备1探测的精确度，减少杂波的产生。

本申请实施例还提供了一种无线电通讯设备方向调节方法，应用于上述实施例中的船舶，参照图7所示，无线电通讯设备方向调节方法包括以下步骤：

步骤S01，通过第一信息采集单元，获取船舶的姿态信息；

具体地，第一信息采集单元可采用角度传感器，船舶的姿态信息包括船体的纵倾角度，通过将角度传感器安装于船舶的船体上，从而能够获取到船舶行进过程中不断变化的纵倾角度。

其中，第一信息采集单元可以为独立于船舶的自身控制系统的控制模块，也可以为船舶的自身控制系统中的用于获取船舶姿态的角度传感器，当采用船舶自身的角度传感器时，应使控制单元5与船舶的角度传感器通讯连接。

需要说明的是，纵倾角是船舶在正浮时的水线面与纵倾后的水线面相交的角度，而纵倾是指船舶中纵剖面垂直于静止水面，但是中横剖面与铅垂面成一纵倾角时的浮态。通常将船舶向首部方向倾斜称“艏倾”，对应纵倾角为正值；向尾部方向倾斜称“艉倾”，对应纵倾角取负值；纵倾角与纵稳心半径有关。

步骤S02，通过第二信息采集单元6，获取活动支架2的转动角度信息。

第二信息采集单元6可采用角度传感器，第二信息采集单元6可分别设有两个，两个第二信息采集单元6分别位于活动支架2的两侧，并靠近与底座4的铰接轴位置安装。

第二采集单元安装在活动支架2上，以能够获取活动支架2相对于底座4的转动角度或转动角度信息，该转动角度为活动支架2相对于底座4在纵向平面内的转动角度，可以理解为活动支架2的纵向转动角度。

上述活动支架2的转动角度包括正向角度和反向角度，以船舶正浮时的水线面为基准，船舶静止于水平面时，无线电通讯设备1能够指向目标时，活动支架2的转动角度为0°，活动支架2相对于底座4进行顺指针转动或逆时针转动后的角度，设定为正向角度或反向角度。

故，可以理解的是，用于驱动活动支架2转动的驱动部件3能够驱动活动支架2进行顺时针和逆时针的转动，在驱动部件3采用电机的情况下，电机可采用正反向转动电机。

步骤S03，将活动支架2的角度信息与船舶的姿态信息进行对比，控制驱动部件3驱动活动支架2相对于底座4转动预设角度，其中，姿态信息包括纵倾角度信息。

具体地，控制单元5获取活动支架2的角度信息和船舶的姿态信息，将活动支架2的角度信息和姿态信息进行对比，根据对比的差值，进而控制驱动部件3驱动活动支架2转动，并根据差值的大小，确定活动支架2转动的角度大小。

控制单元5可采用PLC控制器，控制单元5可以与岸边设置的自控中心系统进行通讯连接，以根据自控中心系统的指令，对控制单元5进行预设数据的传输。

步骤S00，在获取活动支架2的转动角度信息之前，获取活动支架2的初始目标角度值。

初始目标角度值指，船舶在停靠在岸边或在船舶驶发前，船舶首端需要翘曲的角度，在船舶行驶之前，需要考虑该初始目标角度值，进而适应性调整活动支架2的转动角度值。

本实施例中的无线电通讯设备方向调节方法可选择性的适用于自动驾驶的船舶、船艇舰艇等船只，俗称无人船艇，无人船艇最大的优势在于能够按照预设任务在水面上进行自主航行，并且能够自主避障，要实现自主避障就需要采集船艇周边的环境信息，目前运用得最多的无线电通讯设备1是导航雷达，固定式的雷达的有效角度一般只有±25°左右，本船舶通过增设活动支架2、底座4及驱动部件3，并通过第一信息采集单元采集船舶的姿态信息，同时通过第二信息采集单元6采集活动支架2的转动角度信息，根据船舶的姿态信息适应性的调整活动支架2和其上的无线电通讯设备1的转动角度，从而减小无线电通讯设备1受海况或航速等的影响，使得船舶的无线电通讯设备1设备出现杂波的概率降低，提高船舶航行的安全性，并能够降低交通事故出现的概率。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，仅具体描述了本申请的技术原理，这些描述只是为了解释本申请的原理，不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处解释，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其他具体实施方式，均应包含在本申请的保护范围之内。