一种用于布放挖泥机器人的船用液压舵机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于布放挖泥机器人的船用液压舵机，借助船用舵机的精准控制可以准确的将挖泥机器人在从港口运送到预定水域，具有自主航行、精准定位等优点，避免发生偏航等意外情况，该舵机能够在一定程度上减弱或消除该液压舵机中各部件的机械空程和误差；同时，针对液压舵机在不同状态下的不同特点，控制器采用转角调节、位移调节及其组合的方式，对第一油泵和/或第二油泵进行控制，使得液压舵机的调节能够以精准的方式进行，消除了现有技术中液压舵机调节误差大以及调节回调速度过慢的问题，具有系统结构简单、调节精准、舵机反应快的优点，可广泛应用于挖泥机器人布放的搭载平台。

【技术实现步骤摘要】
一种用于布放挖泥机器人的船用液压舵机
本专利技术涉及液压舵机，尤其涉及一种用于布放挖泥机器人的船用液压舵机。
技术介绍
在水下作业领域中，传统的淤泥清理工作是通过人工下潜进行水下作业，因为作业深度大、水压大、水流急、作业风险高、工作效率低，现今不允许人工施工。此外，已有的一些专用水域的工程机械，如挖泥船，仅适用于江河，作业深度约为20米～30米，且设备结构复杂、体积庞大、闲置率高、造价贵，工作效率低。本专利技术利用水上搭载平台将挖泥机器人由码头运送到特定水域，之后通过布放实现挖泥机器人布放到水底进行清淤施工，特别是对于海底隧道等工程具有很好的应用前景。然而船舶在将挖泥机器人运送过程中由于海浪等自然条件的影响，船舶的行驶轨迹往往会发生偏移以及不能及时的运送到指定水域，造成设备及人力的闲置，本专利技术通过对船舶上液压舵机进行改进，使其能够快速准确的调整搭载平台的航向，实现精确的运行轨迹。而现有的舵机液压系统中，由于液压油液在不同压力情况的密度变化、液压油液的体积受到温度变化的影响、液压系统中动作部件的机械的空程误差等因素，在舵机操纵过程中，常常会在液压油泵泵送液压油液的初段出现舵叶并不转动的现象，液压系统的进程过程与回程过程相比存在有较大的误差，同时舵机在回程以及回复过程中速度较慢，这对液压舵机的精确控制以及快速的操纵产生较大的不利影响。针对上述问题，本领域中一直致力于改进船舶的液压舵机，使其精准的控制航向，是挖泥机器人能够及时、准确的到达指定水域，完成布放及挖泥作业。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种改进的用于布放挖泥机器人的船用液压舵机，包括与舵叶相连接并且带动舵叶转动的舵柄，在舵柄的两端部分别设置有一个舵柄驱动部；所述液压舵机还包括第一油泵、第一油泵电机、第一驱动油缸、第二油泵、第二油泵电机、第二驱动油缸和油箱，所述第一油泵和第二油泵选用带有保压功能的柱塞泵，所述第一油泵进口与油箱相连，用以从油箱中吸取液压油液，所述第一油泵出口与第一驱动油缸相连，将从油箱中吸取的液压油液输送至第一驱动油缸中，驱动位于第一驱动油缸中的第一活塞移动，所述第一活塞设置有第一活塞杆；所述第二油泵进口与油箱相连，用以从油箱中吸取液压油液，所述第二油泵出口与第二驱动油缸相连，将从油箱中吸取的液压油液输送至第二驱动油缸中，驱动位于第二驱动油缸中的第二活塞移动，所述第二活塞设置有第二活塞杆；在第一活塞杆的端部与一个舵柄驱动部之间设置有第一弹性部件，所述第一弹性部件的一端固定地铰接在一个铰接点，所述第一弹性部件的另一端与第一活塞杆的端部抵接，所述一个舵柄驱动部与第一弹性部件的中间部位抵接；在第二活塞杆的端部与另一个舵柄驱动部之间设置有第二弹性部件，所述第二弹性部件的一端固定地铰接在一个铰接点，所述第二弹性部件的另一端与第二活塞杆的端部抵接，所述另一个舵柄驱动部与第二弹性部件的中间部位抵接；所述第一弹性部件和第二弹性部件预压缩地设置在第一活塞杆的端部与一个舵柄驱动部之间以及第二活塞杆的端部与另一个舵柄驱动部之间，并且在舵柄的转动范围内，所述第一弹性部件与第二弹性部件始终处于压缩状态。进一步地，所述第一弹性部件与第二弹性部件选用板簧或膜片弹簧。进一步地，舵柄驱动部为楔形或圆锥形。进一步地，在第一弹性部件和第二弹性部件上，铰接点和舵柄驱动部之间的间距值与舵柄驱动部和第一、第二活塞杆的端部之间的间距值的比值取自1/1—1/3的范围。进一步地，还包括控制器，所述第一驱动油缸上设置有感测第一活塞位移值的第一活塞位移传感器，所述第二驱动油缸上设置有感测第二活塞位移值的第二活塞位移传感器，所述第一油泵上设置有感测第一油泵所转过角度的第一油泵转角传感器，所述第二油泵上设置有感测第二油泵所转过角度的第二油泵转角传感器，所述第一活塞位移传感器、第二活塞位移传感器、第一油泵转角传感器、第二油泵转角传感器、第一油泵电机和第二油泵电机连接到所述控制器。进一步地，在舵柄转动的过程中，所述控制器控制第一油泵和第二油泵同时运行。进一步地，所述控制器基于接收到的第一活塞位移传感器和第二活塞位移传感器的位移数据以及第一油泵转角传感器、第二油泵转角传感器的转角数据，采用位移调节和转角调节的方式来控制第一油泵和第二油泵。进一步地，所述第一驱动油缸还设置有用于感测第一驱动油缸内液压油液压力的第一驱动油缸压力传感器，所述第二驱动油缸还设置有用于感测第二驱动油缸内液压油液压力的第二驱动油缸压力传感器，所述第一驱动油缸压力传感器和第二驱动油缸压力传感器连接到所述控制器，当所述第一驱动油缸和/或第二驱动油缸中的液压油液的压力低于当前状态所对应的预定压力以一个预定阈值时，控制器控制第一油泵和/或第二油泵，用以补偿低的所述压力。进一步地，所述液压舵机的最大液压压力为15MPa，在液压压力小于等于3MPa时，控制器采用转角调节的方式控制第一油泵和第二油泵，在液压压力大于3MPa时，控制器采用位移调节的方式控制第一油泵和第二油泵。进一步地，在液压压力为3±0.3MPa时，控制器采用位移调节和转角调节重叠的方式来控制第一油泵和第二油泵。实施本专利技术，具有如下有益效果：使用本专利技术的液压舵机，其不需要设置现有技术中液压舵机所具有的大量且复杂的液压管路以及阀，而是采用控制第一油泵和第二油泵来驱动舵柄，大大简化了系统结构；同时，在活塞杆与舵柄之间设置弹性部件，且在舵柄的所有工作转角范围内，所述弹性部件都是出于压缩状态，由此能够在一定程度上减弱或消除该液压舵机中各部件的机械空程和误差；针对液压舵机在不同状态下的不同特点，控制器采用转角调节、位移调节及其组合的方式，对第一油泵和/或第二油泵进行控制，使得液压舵机的调节能够以精准的方式进行，消除了现有技术中液压舵机调节误差大以及调节回调速度过慢的问题，具有系统结构简单、调节精准、舵机反应快的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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附图。图1是本专利技术的船用液压舵机的结构图。图2是本专利技术的船用液压舵机中油泵电机转角与液压系统中液压油液压力的关系曲线。图3是本专利技术的船用液压舵机中驱动油缸中活塞的行程与液压系统中液压油液压力的关系曲线。其中：1.舵柄；2.舵柄驱动部；3.第一弹性部件、第二弹性部件；4.铰接点；5.第一驱动油缸；6.第一油泵；7.第一油泵电机；8.第二驱动油缸；9.第二油泵；10.第二油泵电机；11.油箱；12.控制器；13.第二活塞位移传感器；14.第一活塞位移传感器；15.第二油泵转角传感器；16.第一油泵转角传感器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于布放挖泥机器人的船用液压舵机，包括与舵叶相连接并且带动舵叶转动的舵柄，在舵柄的两端部分别设置有一个舵柄驱动部；所述液压舵机还包括第一油泵、第一油泵电机、第一驱动油缸、第二油泵、第二油泵电机、第二驱动油缸和油箱，所述第一油泵和第二油泵选用带有保压功能的柱塞泵，所述第一油泵进口与油箱相连，用以从油箱中吸取液压油液，所述第一油泵出口与第一驱动油缸相连，将从油箱中吸取的液压油液输送至第一驱动油缸中，驱动位于第一驱动油缸中的第一活塞移动，所述第一活塞设置有第一活塞杆；所述第二油泵进口与油箱相连，用以从油箱中吸取液压油液，所述第二油泵出口与第二驱动油缸相连，将从油箱中吸取的液压油液输送至第二驱动油缸中，驱动位于第二驱动油缸中的第二活塞移动，所述第二活塞设置有第二活塞杆；在第一活塞杆的端部与一个舵柄驱动部之间设置有第一弹性部件，所述第一弹性部件的一端固定地铰接在一个铰接点，所述第一弹性部件的另一端与第一活塞杆的端部抵接，所述一个舵柄驱动部与第一弹性部件的中间部位抵接；在第二活塞杆的端部与另一个舵柄驱动部之间设置有第二弹性部件，所述第二弹性部件的一端固定地铰接在一个铰接点，所述第二弹性部件的另一端与第二活塞杆的端部抵接，所述另一个舵柄驱动部与第二弹性部件的中间部位抵接；/n所述第一弹性部件和第二弹性部件预压缩地设置在第一活塞杆的端部与一个舵柄驱动部之间以及第二活塞杆的端部与另一个舵柄驱动部之间，并且在舵柄的转动范围内，所述第一弹性部件与第二弹性部件始终处于压缩状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于布放挖泥机器人的船用液压舵机，包括与舵叶相连接并且带动舵叶转动的舵柄，在舵柄的两端部分别设置有一个舵柄驱动部；所述液压舵机还包括第一油泵、第一油泵电机、第一驱动油缸、第二油泵、第二油泵电机、第二驱动油缸和油箱，所述第一油泵和第二油泵选用带有保压功能的柱塞泵，所述第一油泵进口与油箱相连，用以从油箱中吸取液压油液，所述第一油泵出口与第一驱动油缸相连，将从油箱中吸取的液压油液输送至第一驱动油缸中，驱动位于第一驱动油缸中的第一活塞移动，所述第一活塞设置有第一活塞杆；所述第二油泵进口与油箱相连，用以从油箱中吸取液压油液，所述第二油泵出口与第二驱动油缸相连，将从油箱中吸取的液压油液输送至第二驱动油缸中，驱动位于第二驱动油缸中的第二活塞移动，所述第二活塞设置有第二活塞杆；在第一活塞杆的端部与一个舵柄驱动部之间设置有第一弹性部件，所述第一弹性部件的一端固定地铰接在一个铰接点，所述第一弹性部件的另一端与第一活塞杆的端部抵接，所述一个舵柄驱动部与第一弹性部件的中间部位抵接；在第二活塞杆的端部与另一个舵柄驱动部之间设置有第二弹性部件，所述第二弹性部件的一端固定地铰接在一个铰接点，所述第二弹性部件的另一端与第二活塞杆的端部抵接，所述另一个舵柄驱动部与第二弹性部件的中间部位抵接；
所述第一弹性部件和第二弹性部件预压缩地设置在第一活塞杆的端部与一个舵柄驱动部之间以及第二活塞杆的端部与另一个舵柄驱动部之间，并且在舵柄的转动范围内，所述第一弹性部件与第二弹性部件始终处于压缩状态。


2.根据权利要求1所述的船用液压舵机，其特征在于，所述第一弹性部件与第二弹性部件选用板簧或膜片弹簧。


3.根据权利要求1所述的船用舵机，其特征在于，舵柄驱动部为楔形或圆锥形。


4.根据权利要求3所述的船用液压舵机，其特征在于，在第一弹性部件和第二弹性部件上，铰接点和所述舵柄驱动部之间的间距值与舵柄驱动部和第一、第二活塞杆的端部之间的间距值的比值取自1/1—1/3的范围。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张燕，张强，胡宴才，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37