一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元制造技术

本发明专利技术公开了一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，包括：指令输入装置；档位装置，用于在指令输入装置的位移范围内标识出零舵角、零推力位置；磁耦合装置，包括主动磁环和从动磁环，通过主动磁环在外力驱动下的旋转，迫使从动磁环随动，从而将主动磁环的角位移信息转换为物理量位移信号；信号处理单元，用于将物理量位移信号处理为数字量位移信号，并通过总线将数字量位移信号传输至喷水推进主控制系统；限位装置，用于限制指令输入装置的位移范围。本发明专利技术将船舶操控指令输入信号转化为数字量信号输出，实现对船舶喷水推进装置的方向舵舵角、倒航斗位置及主机转速等量的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元
本专利技术涉及喷水推进操纵控制单元的
，尤其涉及一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元。
技术介绍
喷水推进依靠吸入与喷射水流的动量差来实现对船舶的推力调整，由于这种喷射水流产生的是矢量推力，可以通过控制主机转速、喷水推进装置方向舵舵角以及倒航斗位置的方式来调节矢量力的大小、方向，进而操控船舶的航行姿态。上述三个参数均是独立且连续变化的，喷水推进船舶操纵控制单元正是基于对这些量的控制来实现船舶操纵的。常用的喷水推进操控单元如手轮、手柄等，一般采用机械接触式传递控制指令，常见方法有皮带式、软轴式、波纹管式以及球面耦合式等。这些基于机械传递信号的模式往往精度较差、且存在无法避免的机械磨损，长期使用易造成指令失真、性能下降甚至控制失灵等情况，可靠性较低。手轮、手柄作为船舶操控的重要核心设备，若操驾控指令传输不当，会出现航速偏离、偏航等情况，严重时可能导致航行海上事故，因此需要提高该设备的驾控冗余度可靠性来确保航行安全。磁耦合传动技术利用磁场力在主动旋转体与从动旋转体间传递扭矩或力，具有无物理隔离接触、分辨率高，驱动精度高等优点，可以实现喷水推进船舶操控单元中的信号传递。该项技术在船舶操控领域的应用，国外出于军事与商业保密等原因，相关方案中暂未见诸报道，而国内至今仍处于空白状态。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，尤其适用于双喷水推进器的船舶的倒航斗位置及主机转速两个量的联合控制，从而控制船舶航速加减及正、倒航控制。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，包括：指令输入装置，用于输入指令；档位装置，设置在所述指令输入装置的一侧，用于在所述指令输入装置的位移范围内标识出零舵角、零推力位置；磁耦合装置，与所述指令输入装置相连接，所述磁耦合装置包括主动磁环和从动磁环，所述主动磁环和所述从动磁环相耦合，通过所述主动磁环在外力驱动下的旋转，迫使所述从动磁环随动，从而将所述主动磁环的角位移信息转换为物理量位移信号；信号处理单元，与所述磁耦合装置相连接，用于将所述物理量位移信号处理为数字量位移信号，并通过总线将所述数字量位移信号传输至喷水推进主控制系统；限位装置，设置在所述指令输入装置的一侧，用于限制所述指令输入装置的位移范围；状态显示单元，与所述喷水推进主控制系统相连接，用于采集并显示喷水推进装置的方向舵舵角、倒航斗位置和/或主机转速的信息。上述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，所述指令输入装置为船舶手柄的摇杆、旋钮或方向盘。上述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，所述档位装置以刻度线、指示灯或力反馈的方式标识出零舵角、零推力位置。上述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，所述档位装置包括：档位支架，所述档位支架上开设有若干档位槽，每一所述档位槽的内部分别设有一弹珠；弹簧，每一所述档位槽的内部分别设有一所述弹簧，所述弹簧的下端抵于所述档位槽的底部，所述弹簧的上端抵于所述弹珠；摩擦副面，所述档位支架上设有所述摩擦副面，所述摩擦副面上开设有定位孔，所述定位孔与所述弹珠相匹配。上述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，所述主动磁环与所述指令输入装置相连接，所述从动磁环与所述信号处理单元相连接，所述主动磁环和所述从动磁环嵌套安装，所述主动磁环和所述从动磁环之间具有间隙。上述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，所述信号处理单元为电位器，所述从动磁环与所述电位器的电位器出轴相连接。上述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，所述限位装置为可调偏心旋钮。上述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其中，所述状态显示单元为电子液晶屏。本专利技术由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：(1)本专利技术将船舶操控指令输入信号转化为数字量信号输出，实现对船舶喷水推进装置的方向舵舵角、倒航斗位置及主机转速等量的控制。(2)本专利技术操控灵敏、可靠性高、能有效提高船舶操控的智能化，属于喷水推进舰船自动化领域。(3)本专利技术采用磁耦合装置避免机械磨损，长期使用不会造成指令失真、性能下降甚至控制失灵等情况。附图说明图1是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的示意图。图2是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的档位装置的示意图。图3是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的档位装置的示意图。图4是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的磁耦合装置及信号处理单元的示意图。附图中：1、指令输入装置；2、档位装置；21、档位支架；22、弹珠；23、弹簧；24、摩擦副面；3、磁耦合装置；31、主动磁环；32、从动磁环；4、信号处理单元；5、限位装置；6、状态显示单元。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。图1是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的示意图，图2是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的档位装置的示意图，图3是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的档位装置的示意图，图4是本专利技术的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元的磁耦合装置及信号处理单元的示意图，请参见图1至图4所示，示出了一种较佳实施例的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，包括：指令输入装置1，用于输入指令。此外，作为一种较佳的实施例，基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元还包括：档位装置2，设置在指令输入装置1的一侧，用于在指令输入装置的位移范围内标识出零舵角、零推力位置。另外，作为一种较佳的实施例，基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元还包括：磁耦合装置3，与指令输入装置1相连接，磁耦合装置3包括主动磁环31和从动磁环32，主动磁环31和从动磁环32相耦合，通过主动磁环31在外力驱动下的旋转，迫使从动磁环32随动，从而将主动磁环31的角位移信息转换为物理量位移信号。进一步，作为一种较佳的实施例，基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元还包括：信号处理单元4，与磁耦合装置3相连接，用于将物理量位移信号处理为数字量位移信号。并通过总线将数字量位移信号传输至喷水推进主控制系统。再进一步，作为一种较佳的实施例，基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元还包括：限位装置5，设置在指令输入装置1的一侧，用于限制指令输入装置1的位移范围。另一方面，作为一种较佳的实施例，基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元还包括：状态显示单元6，与喷水推进主控制系统相连接，用于采集并显示喷水推进装置方向舵舵角、倒航斗位置和/或主机转速的信息。其中，限位装置5和状态显示单元6均集成在装置基座上，所有信号均集中于同一航空插头(图中未示出)上传输。以上所述仅为本专利技术较佳的实施例，并非因此限制本专利技术的实施方式及保护范围。本专利技术在上述基础上还具有如下实施方式：本专利技术的进一步实施例中，请继续参见图1至图4所示，指令输入装置1为船舶手柄的摇杆、旋钮或方向盘。具体的，指令输入装置1优选为手柄双摇杆(用于分别控制两台喷水推进装置)，可在操控装置中心线前后±50°的范围(标示为±5档，前为正航、后为倒航)内自由运动，手柄双摇杆上配有指示指针联动，人工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其特征在于，包括：指令输入装置，用于输入指令；档位装置，设置在所述指令输入装置的一侧，用于在所述指令输入装置的位移范围内标识出零舵角、零推力位置；磁耦合装置，与所述指令输入装置相连接，所述磁耦合装置包括主动磁环和从动磁环，所述主动磁环和所述从动磁环相耦合，通过所述主动磁环在外力驱动下的旋转，迫使所述从动磁环随动，从而将所述主动磁环的角位移信息转换为物理量位移信号；信号处理单元，与所述磁耦合装置相连接，用于将所述物理量位移信号处理为数字量位移信号，并通过总线将所述数字量位移信号传输至喷水推进主控制系统；限位装置，设置在所述指令输入装置的一侧，用于限制所述指令输入装置的位移范围；状态显示单元，与所述喷水推进主控制系统相连接，用于采集并显示喷水推进装置的方向舵舵角、倒航斗位置和/或主机转速的信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其特征在于，包括：指令输入装置，用于输入指令；档位装置，设置在所述指令输入装置的一侧，用于在所述指令输入装置的位移范围内标识出零舵角、零推力位置；磁耦合装置，与所述指令输入装置相连接，所述磁耦合装置包括主动磁环和从动磁环，所述主动磁环和所述从动磁环相耦合，通过所述主动磁环在外力驱动下的旋转，迫使所述从动磁环随动，从而将所述主动磁环的角位移信息转换为物理量位移信号；信号处理单元，与所述磁耦合装置相连接，用于将所述物理量位移信号处理为数字量位移信号，并通过总线将所述数字量位移信号传输至喷水推进主控制系统；限位装置，设置在所述指令输入装置的一侧，用于限制所述指令输入装置的位移范围；状态显示单元，与所述喷水推进主控制系统相连接，用于采集并显示喷水推进装置的方向舵舵角、倒航斗位置和/或主机转速的信息。2.根据权利要求1所述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其特征在于，所述指令输入装置为船舶手柄的摇杆、旋钮或方向盘。3.根据权利要求1所述的基于磁耦合传动的喷水推进操纵控制单元，其特征在于，所述档位装置以刻度线、指示灯或力反馈的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟堃宇，林辉，俞宾，龚征华，汝福兴，周冠泽，章郁泱，
申请(专利权)人：中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31