一种转舵手柄的驱动机构制造技术

一种转舵手柄的驱动机构，包括手柄端执行装置，该手柄端执行装置位于所述驱动机构的前部并固定安装在转舵手柄上，用于控制所述转舵手柄转动从而控制船舵的角度；动力驱动装置，该动力驱动装置位于所述驱动机构的后部，用于为所述手柄端执行装置提供动力；动力传动装置，该动力传动装置位于所述驱动机构的中部，其连接所述动力驱动装置及手柄端执行装置，用于为所述手柄端执行装置传递动力。本发明专利技术安装性好，动力驱动装置和手柄端执行装置通过绳索传递之间的动力与运动；所有用电元器件，密闭于防水密封盒内，其它纯机械结构，外露在环境中，能够耐受海浪、海风、阳光、雨雪的侵袭。

【技术实现步骤摘要】
一种转舵手柄的驱动机构
本专利技术属于船舶自主驾驶
，特别是涉及一种适用于帆船自主驾驶系统中使用的控制转舵手柄转动的驱动机构。
技术介绍
自主驾驶帆船可由传统帆船的基础上，设计安装一套自动驾驶装置，实现帆船的自动驾驶。自主驾驶帆船可以长时间进行大海域或者大流域的警卫巡逻、科学考察、环境监察，甚至在对人类而言极其危险的恶劣气候条件下(如海啸、风暴、强降雪等)执行任务。帆船本身具有如下特点:(1)考虑人体工学原理，帆船的舵角控制手柄与所需控制的舵角有一段距离，并且舵角控制手柄安装于驾驶人员易于触及的位置，而这样的布置对我们进行自主驾驶装置的安装往往很不利。(2)帆船为了更高的运动效率，船身一般设计成流线型，这样的外形使得很难让自动驾驶装置的设计者掌握帆船本体的精确尺寸数据进行设计。(3)帆船为了防水密封的考虑，其船体往往不允许在任意位置打孔增加安装位置。(4)帆船在水中快速航行时，偏转的舵，受到来之海水的巨大的反作用力，需要舵角手柄的驱动装置具有自锁功能。(5)帆船在海中航行，舵角手柄的驱动装置需要严格满足防水密封要求。以上特点，给普通帆船改装成自主驾驶帆船带来了困难和挑战。在帆船自主控制中，通过控制帆船舵角(即舵的偏转角度)从而控制帆船的航行方向是整个自主导航的基础。现有普通帆船由驾驶人员通过手工操作转舵手柄实现帆船转向，没有实现自动驾驶功能。现在公开专利都是通过与船舵直接相连的电机进行驱动，需要与船舵系统进行整体设计或者对船舵系统进行修改后才可使用，设计复杂、改动量大、成本高。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题而提供一种可以自动实现驾驶帆船的转舵手柄的驱动机构。为实现上述目的，本专利技术提供了一种转舵手柄的驱动机构，该转舵手柄的驱动机构包括：手柄端执行装置，该手柄端执行装置位于所述驱动机构的前部并固定安装在转舵手柄上，用于控制所述转舵手柄转动从而控制船舵的角度；动力驱动装置，该动力驱动装置位于所述驱动机构的后部，用于为所述手柄端执行装置提供动力；动力传动装置，该动力传动装置位于所述驱动机构的中部，其连接所述动力驱动装置及手柄端执行装置，用于为所述手柄端执行装置传递动力。所述动力驱动装置包括密封盒、设置在所述密封盒内的电机、减速器、联轴器、检测装置、驱动端输出轴、支撑装置、设置在所述密封盒外的驱动端卷盘，所述电机为所述减速器提供动力，所述减速器设有减速器输出轴，该减速器输出轴一端连接所述联轴器，其另一端连接所述检测装置，所述联轴器连接所述驱动端输出轴，该驱动端输出轴另一端伸出所述密封盒外部与所述驱动端卷盘固定连接，所述支撑装置设置在所述联轴器一侧，用于支撑位于所述密封盒内的驱动端输出轴。所述检测装置包括旋转编码器及安装所述旋转编码器的安装座，所述旋转编码器的中心轴与所述减速器输出轴在同一轴线上。所述减速器为蜗轮蜗杆减速器。所述支撑装置包括第一支撑轴承、第二支撑轴承、轴承座及衬套，所述驱动端输出轴通过所述第一支撑轴承及第二支撑轴承安装在所述轴承座上，所述衬套套设在所述驱动端输出轴上并安装在所述第二支撑轴承与所述联轴器之间。所述手柄端执行装置包括手柄端卷盘、手柄夹持件及安装螺钉，所述手柄端卷盘与手柄夹持件通过所述安装螺钉固定。所述手柄夹持件通过螺钉固定在所述转舵手柄上，所述手柄端卷盘的中心轴与所述转舵手柄的转轴在同一轴线上。所述动力传动装置为绳索及设置在所述动力驱动装置或船体上的至少两个滑轮构成的滑轮系统，所述动力驱动装置包括驱动端卷盘，所述手柄端执行装置包括手柄端卷盘，所述绳索、至少两个滑轮、驱动端卷盘及手柄端卷盘构成封闭路径。所述绳索为尼龙绳或者细钢丝绳。所述绳索卷绕所述驱动端卷盘及手柄端卷盘至少一圈半。本专利技术采用转舵手柄的驱动机构，完全采用创新思路，安装在船体的船舱中或者甲板上即可。(1)安装性好，动力驱动装置和手柄端执行装置空间位置独立，通过柔性的绳索传递之间的动力与运动。具体地说，手柄端执行装置位于驱动机构的前部，用于控制转舵手柄转动从而控制船舵的角度，手柄端执行装置重量较轻,可方便地固定于手柄之上。动力驱动装置位于驱动机构的后部，用于为手柄端执行装置供动力，动力驱动装置重量较重,可安装于帆船任何适合的位置(如船舱)，运动和力通过绳索和中继滑轮传播，避免了因整个装置的体积和重量而限制其可安装性。(2)适用性强，适用于不同结构布置的帆船和不同形状的手柄。手柄端执行装置只须保证手柄端卷盘与转舵手柄的转动轴近似同轴，即可将手柄端卷盘的运动传递给转舵手柄，而与手柄具体的尺寸结构和执行部分具体的安装方法(如夹紧或者螺纹紧固)无关。(3)防护性好。动力驱动装置中所有用电元器件，如驱动电机、编码器、控制电路等都密闭于防水密封盒内，动力驱动装置中的减速器、联轴器、检测装置、及支撑驱动端输出轴的支撑装置同样密闭于防水密封盒内，防止海水腐蚀。防水密封盒通过使用O形圈或橡胶垫圈实现静密封，及通过使用机械密封件和油封实现转动轴的密封。动力驱动装置中的驱动端卷盘、传动部分全体、执行部分全体都是纯机械结构，即使外露在环境中，也能够耐受海浪、海风、阳光、雨雪的侵袭。【附图说明】图1是本专利技术安装在船体上的示意图。图2是本专利技术的动力驱动装置示意图。图3是本专利技术的动力传动装置示意图。图4是本专利技术的手柄端执行装置示意图。【具体实施方式】下列实施例是对本专利技术的进一步解释和说明，对本专利技术不构成任何限制。如图1所示，本专利技术包括位于该驱动机构后部的动力驱动装置10、中部的动力传动装置20及前部的手柄端执行装置30。其中动力驱动装置10为驱动机构的主体部分，其是由防水密封盒保护起来的驱动模块，其体积和质量都相对较大，安装于船体的船舱中或者甲板上。动力驱动装置10输出的运动和力通过中间的动力传动装置20传递给手柄端执行装置30。手柄端执行装置30结构相对简单，直接安装于转舵手柄40之上。手柄端执行装置30的运动直接带动转舵手柄40，转舵手柄40借助帆船自身传动机构控制船舵50的转角。动力传动装置20是一个滑轮系统，至少两个滑轮安装于动力驱动装置10上或者船体上，根据动力驱动装置10和手柄端执行装置30之间的相对位置关系，构成一个空间形状不规则的绳索传动回路。如图2所示，动力驱动装置10包括可以防水的密封盒11、设置在密封盒11内的电机12、减速器13、联轴器15、检测装置16、驱动端输出轴17、支撑装置18及设置在密封盒11外的驱动端卷盘19。电机12由控制电路产生的驱动信号控制，为动力驱动装置10提供动力。减速器13为公知的蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器13输出运动和力，蜗轮蜗杆减速器13可以提供较大的减速比，将输出电机转矩放大，并且可以实现运动自锁，有利于帆船行驶过程中舵角的稳定。蜗轮蜗杆减速器13设有减速器输出轴14，通过减速器输出轴14将运动和力输出到联轴器15一端，同时也输出运动到检测装置16一端。减速器输出轴14通过联轴器15与驱动端输出轴17实现运动和力的传递，驱动端输出轴17一端伸出密封盒11外侧与驱动端卷盘19通过键实现连接，运动和力被输出到驱动端卷盘19上。由于驱动端输出轴17较长，容易发生摆动，在密封盒11内设有支撑装置18对驱动端输出轴17进行径向固定，支撑装置18包括第一支撑轴承181、第二支撑轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转舵手柄的驱动机构，其特征在于，该驱动机构包括：手柄端执行装置(30)，该手柄端执行装置(30)位于所述驱动机构的前部并固定安装在转舵手柄(40)上，用于控制所述转舵手柄(40)转动从而控制船舵的角度；动力驱动装置(10)，该动力驱动装置(10)位于所述驱动机构的后部，用于为所述手柄端执行装置(30)提供动力；动力传动装置(20)，该动力传动装置(20)位于所述驱动机构的中部，其连接所述动力驱动装置(10)及手柄端执行装置(30)，用于为所述手柄端执行装置(30)传递动力。

【技术特征摘要】
1.一种转舵手柄的驱动机构，其特征在于，该驱动机构包括：手柄端执行装置(30)，该手柄端执行装置(30)位于所述驱动机构的前部并固定安装在转舵手柄(40)上，用于控制所述转舵手柄(40)转动从而控制船舵的角度；动力驱动装置(10)，该动力驱动装置(10)位于所述驱动机构的后部，用于为所述手柄端执行装置(30)提供动力；所述动力驱动装置(10)包括密封盒(11)、设置在所述密封盒(11)内的电机(12)、减速器(13)、联轴器(15)、检测装置(16)、驱动端输出轴(17)、支撑装置(18)、设置在所述密封盒(11)外的驱动端卷盘(19)，所述电机(12)为所述减速器(13)提供动力，所述减速器(13)设有减速器输出轴(14)，该减速器输出轴(14)一端连接所述联轴器(15)，其另一端连接所述检测装置(16)，所述联轴器(15)连接所述驱动端输出轴(17)，该驱动端输出轴(17)另一端伸出所述密封盒(11)外部与所述驱动端卷盘(19)固定连接，所述支撑装置(18)设置在所述联轴器(15)一侧，用于支撑位于所述密封盒(11)内的驱动端输出轴(17)；动力传动装置(20)，该动力传动装置(20)位于所述驱动机构的中部，其连接所述动力驱动装置(10)及手柄端执行装置(30)，用于为所述手柄端执行装置(30)传递动力。2.如权利要求1所述转舵手柄的驱动机构，其特征在于，所述检测装置(16)包括旋转编码器(161)及安装所述旋转编码器(161)的安装座(162)，所述旋转编码器(161)的中心轴与所述减速器输出轴(14)在同一轴线上。3.如权利要求1所述转舵手柄的驱动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智锋，林天麟，
申请(专利权)人：智慧城市系统服务中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44