船舶操舵随动控制装置的制作方法

文档序号:12425033阅读:1093来源:国知局

本实用新型自动化控制的领域,尤其涉及一种船舶操舵随动控制装置,用于控制全回转离心式喷水推进器的操舵控制系统,该系统通过比较舵角目标位置和实际位置信息采用闭环控制驱动舵机转动,用于实现离心式推进泵舵角360°范围内的快速随动操控。



背景技术:

使用离心式喷水推进器的船艇具有浅水适应性好,喷水方向(即舵角)360°可调,船艇转向灵活,广泛应用于军用汽艇、舟桥和特种船舶。全回转操舵控制系统主要用于控制推进器的喷水方向,使船艇按预设方向航行。

目前常用操舵控制无法实现舵角的全回转控制,且现有产品以开环为主,少数采用闭环控制的产品其反馈装置采用电位计,存在信号衰减现象,精度较低并存在死区。

全回转操舵控制系统对于实现360°的精确操舵起着重要作用。



技术实现要素:

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种船舶操舵随动控制装置,用于实现离心式推进泵舵角360°范围内的快速随动操控,利用控制器比较操舵手柄编码器与喷口反馈编码器的数值计算控制输出量并利用CAN总线发送控制指令进行船舶和汽艇舵角360°范围内的快速操控系统。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的一个技术方案是:提供了一种船舶操舵随动控制装置,包括操舵手柄、控制器、比例换向阀、液压马达、舵机、油源以及喷口反馈编码器,所述操舵手柄连接在控制器的前端,所述控制器通过比例换向阀、液压马达、舵机与喷口反馈编码器相连接,所述油源分别与例换向阀和液压马达相连接,所述比例换向阀、液压马达、舵机、喷口反馈编码器与控制器构成一个反馈闭环。

在本实用新型一个较佳实施例中,所述操舵手柄内设置有操舵手柄编码器。

在本实用新型一个较佳实施例中,所述控制器采用可编程编码器。

在本实用新型一个较佳实施例中,所述船舶操舵随动控制装置还包括CAN总线,所述舵手柄、控制器、比例换向阀、液压马达、舵机和喷口反馈编码器之间均通过CAN总线相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中,所述控制器输出2路PWM信号驱动所述比例换向阀。

本实用新型的有益效果是:本实用新型的一种船舶操舵随动控制装置,控制器主要负责操舵手柄编码器和喷口反馈编码器的CAN收电路、2路PWM输出到2个比例换向阀分别控制舵机的正向旋转和逆向旋转,驱动比例换向阀进行舵角操控,实现舵角与操舵手柄的随动控制,具有具有360度全回转控制、控制精度高、控制速度快的特点,同时具有系统集成方便和抗干扰能力强的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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它的附图,其中:

图1 是本实用新型一种船舶操舵随动控制装置的一较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,本实用新型实施例包括:

一种船舶操舵随动控制装置,包括操舵手柄、控制器、比例换向阀、液压马达、舵机、油源以及喷口反馈编码器,所述操舵手柄连接在控制器的前端,所述控制器通过比例换向阀、液压马达、舵机与喷口反馈编码器相连接,所述油源分别与例换向阀和液压马达相连接,所述比例换向阀、液压马达、舵机、喷口反馈编码器与控制器构成一个反馈闭环。其中,所述操舵手柄内设置有操舵手柄编码器;所述控制器采用可编程编码器。

进一步的,所述船舶操舵随动控制装置还包括CAN总线,所述舵手柄、控制器、比例换向阀、液压马达、舵机和喷口反馈编码器之间均通过CAN总线相连接。

控制器主要负责操舵手柄编码器和喷口反馈编码器的CAN收电路、2路PWM输出到2个比例换向阀分别控制舵机的正向旋转和逆向旋转,具有360度全回转控制的特点。同时,通过CAN总线接收目标舵角和实际舵角信息,具有系统集成方便和抗干扰能力强的特点。

由于比例换向阀、液压马达、舵机、喷口反馈编码器与控制器构成一个反馈闭环,通过闭环控制算法,驱动比例换向阀进行舵角操控,实现舵角与操舵手柄的随动控制。

本实用新型的船舶操舵随动控制装置的工作原理如下:控制器为装置的核心,通过CAN总线接收来自全回转操舵手柄的舵角操控角度作为目标指向值,同时接受来自喷口反馈编码器测量的实际舵角值,比较当前测量值和目标值的差,根据控制器适当的控制算法计算出控制输出量到比例换向阀,比例换向阀驱动液压马达实现舵机的舵角调整,直至舵角位于目标角度。

本实用新型在于控制器通过CAN总线接收目标舵角和实际舵角信息,通过闭环控制算法,驱动比例换向阀进行舵角操控,实现舵角与操舵手柄的随动控制,具有360度全回转控制、控制精度高、控制速度快的特点。

本实用新型的主要特点包括:

(1)舵角控制具有360度全回转的特点,克服了电位计的死区问题;

(2)采用闭环控制算法,可以快速安全的控制舵角旋转,实现跟随、捷径等控制功能;

(3)采用CAN总线进行舵角信息的接收和发送,抗干扰能力强,易于控制网络集成。

综上所述,本实用新型的一种船舶操舵随动控制装置,控制器主要负责操舵手柄编码器和喷口反馈编码器的CAN收电路、2路PWM输出到2个比例换向阀分别控制舵机的正向旋转和逆向旋转,驱动比例换向阀进行舵角操控,实现舵角与操舵手柄的随动控制,具有具有360度全回转控制、控制精度高、控制速度快的特点,同时具有系统集成方便和抗干扰能力强的特点。

以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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