油缸内置非接触式舵角反馈机构制造技术

本发明专利技术提供了一种油缸内置非接触式舵角反馈机构，包括：磁致伸缩传感器集成于推舵机构油缸尾部的传感器支架上，其携带的波导管内置于耐压外管，耐压外管整体置于传感器支架的套筒内；环形磁铁置于柱塞末端，与波导管构成检测回路。本发明专利技术结构简单紧凑，运行稳定可靠，可应用在常规液压舵机上，实现舵角反馈采集的功能。同时其内置式结构和高防护性特征，可实现推舵机构防浸水式应用。现推舵机构防浸水式应用。现推舵机构防浸水式应用。

【技术实现步骤摘要】
油缸内置非接触式舵角反馈机构


[0001]本专利技术涉及一种油缸内置非接触式舵角反馈机构。

技术介绍

[0002]舵角反馈机构安装于液压舵机推舵机构上，用于实现舵角实时采集功能，是船舶航向控制的重要部件，其精准性、可靠性指标要求很高。
[0003]现有国产液压舵机的舵角反馈机构一般采取如下两种技术方案实现：
[0004]a.采用电位器/编码器齿轮式拉杆反馈机构；
[0005]b.采用自整角机形式反馈机构。
[0006]上述现有技术方案a目前国内舰船采用较多，现有技术方案a中由于电位器/ 编码器本身存在机械误差和磨损，齿轮型式也存在间隙等固有现象，长时间使用后容易出现精度不佳，使用寿命不高的问题，且因为采用拉杆型式，在抗冲击性能方面有所不足。
[0007]上述现有技术方案b的安装空间大不适用于某些推舵机构，运行噪声高。且因结构复杂，维护成本高。
[0008]上述现有技术方案a和b在舵柄出现上下晃动时，都不能保证舵角的稳定输出。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种油缸内置非接触式舵角反馈机构。
[0010]为解决上述问题，本专利技术提供一种油缸内置非接触式舵角反馈机构，包括：
[0011]设置于油缸的加油容腔内的柱塞上的环形磁铁，油缸的加油容腔外的柱塞与舵柄连接；
[0012]磁致伸缩位移传感器，包括：电子部件和与所述电子部件连接的波导管10，其中，所述电子部件固定于所述加油容腔外的油缸上，所述电子部件设置于所述油缸的远离柱塞端，所述波导管伸入所述加油容腔内，所述波导管与环形磁铁之间设置有间隙，所述波导管产生的第一磁场与所述环形磁铁产生的第二磁场相交产生电流脉冲，所述电子部件外包覆有保护壳体；所述电子部件，用于记录测到的电流脉冲所需的时间周期，并将时间周期乘以预设速度，以得到环形磁铁的位移量，并将环形磁铁的位移量发送给控制器；
[0013]控制器，所述控制器与所述电子部件连接，所述控制器，用于接收输入的舵柄的目标舵角值，并基于环形磁铁的位移量计算舵柄的当前舵角值，若目标舵角值与当前舵角值存在差值，则基于所述差值向所述加油容腔内输出相应的液压油，以驱动所述柱塞位移对应距离。
[0014]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，所述磁致伸缩位移传感器还包括耐压外管，所述波导管置于所述耐压外管的容腔内。
[0015]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，还包括：
[0016]端盖，所述端盖封闭于所述油缸的远离柱塞端，所述端盖上设置有端盖通孔；
[0017]传感器支架，所述传感器支架包括：固定部和与所述固定部连接的套筒，其中，所
述固定部固定于所述端盖通孔内，所述固定部上设置有固定通孔，所述耐压外管的一端固定于所述固定部的固定通孔内，所述套筒内设置有耐压外管容腔，所述耐压外管设置于所述耐压外管容腔内。
[0018]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，与所述端盖通孔接触的传感器支架的通孔固定部的侧壁上周向设置有密封槽，所述密封槽内设置有第一密封圈。
[0019]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，所述固定部的固定通孔与耐压外管的之间的间隙内周向设置有第二密封圈。
[0020]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，所述加油容腔内的柱塞的尾端设置有柱塞通孔，所述柱塞通孔的内侧壁上设置有环形磁铁和隔磁垫片，环形磁铁和隔磁垫片重叠，环形磁铁和隔磁垫片上分别设置有通孔，所述环形磁铁的通孔、隔磁垫片的通孔及柱塞通孔互相对中，其中，所述环形磁铁设置于靠近端盖侧，所述隔磁垫片设置于远离端盖侧；
[0021]所述套筒穿过所述环形磁铁的通孔、隔磁垫片的通孔及柱塞通孔伸入柱塞的腔体内，所述套筒与环形磁铁之间留有周向间隙。
[0022]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，所述端盖通过螺栓与远离柱塞端的油缸轴向固定，所述端盖通过卡环与远离柱塞端的油缸径向固定，所述卡环外套设有固定套环。
[0023]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，所述端盖与远离柱塞端的油缸的结合面处通过第三密封圈密封。
[0024]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，所述油缸的内侧壁上设置有环形导向衬，所述环形导向衬的外侧壁与所述油缸的内侧壁接触，所述环形导向衬的内侧壁与所述柱塞的外侧壁接触，所述导向衬的材质为高分子耐磨材料。
[0025]进一步的，在上述油缸内置非接触式舵角反馈机构中，所述导向衬、柱塞的外侧壁和油缸的内侧壁所围成的间隙内设置有V型组合密封圈，其中，所述 V型组合密封圈由多个V型密封圈叠合而成，每个V型密封圈的截面为V字型。
[0026]与现有技术相比，本专利技术通过磁致伸缩传感器，能够实现舵机舵角反馈采集的功能；
[0027]另外，本专利技术通过磁致伸缩传感器通过采用非接触式舵角反馈机构，消除了磨损，噪音，可避免连杆式和自整角机的机械误差，同时还能大大降低因运动过程中舵柄晃动对反馈精度产生的影响，进而改善舵角控制精度。
[0028]此外，本专利技术通过磁致伸缩传感器传回的位移信号为绝对值信号。不存在信号漂移或变值的情况，无须如其它位移传感器一样定期重标和维护，因此也就彻底解决了反馈机构反复调整的难题。
[0029]而且，本专利技术的舵角反馈机构内置于油缸，亦能最大限度地降低反馈机构对推舵机构外形尺寸的影响，有利于推舵机构的紧凑化设计。内置结构保证了反馈机构的EMC(电磁兼容)特性。
附图说明
[0030]图1是本专利技术一实施例的油缸内置非接触式舵角反馈机构的外形结构示意图；
[0031]图2是图1中第一区域的局部放大安装示意图；
[0032]图3是图1中第二区域的局部放大安装示意图；
[0033]图4是本专利技术一实施例的磁致伸缩传感器拆分状态示意图；
[0034]图5是本专利技术一实施例的传感器支架的结构示意图；
[0035]图6是本专利技术一实施例的波导管产生的第一磁场与所述环形磁铁产生的第二磁场相交的示意图；
[0036]图7是本专利技术一实施例的柱塞和舵柄的连接示意图。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0038]如图1～7所示，本专利技术提供一种油缸内置非接触式舵角反馈机构，包括：
[0039]设置于油缸5的加油容腔8内的柱塞6上的环形磁铁4，油缸5的加油容腔 8外的柱塞6与舵柄13连接；
[0040]磁致伸缩位移传感器1，包括：电子部件9和与所述电子部件9连接的波导管10，其中，所述电子部件9固定于所述加油容腔外的油缸5上，所述电子部件9设置于所述油缸5的远离柱塞6端，所述波导管10伸入所述加油容腔内，所述波导管10与环形磁铁4之间设置有间隙，所述波导管10产生的第一磁场11与所述环形磁铁4产生的第二磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油缸内置非接触式舵角反馈机构，其特征在于，包括：设置于油缸的加油容腔内的柱塞上的环形磁铁，所述油缸的加油容腔外的柱塞与舵柄连接；磁致伸缩位移传感器，包括：电子部件和与所述电子部件连接的波导管，其中，所述电子部件固定于所述加油容腔外的油缸上，所述电子部件设置于所述油缸的远离柱塞端，所述波导管伸入所述加油容腔内，所述波导管与环形磁铁之间设置有间隙，所述波导管产生的第一磁场与所述环形磁铁产生的第二磁场相交产生电流脉冲；所述电子部件，用于记录测到的电流脉冲所需的时间周期，并将时间周期乘以预设速度，以得到环形磁铁的位移量，并将环形磁铁的位移量发送给控制器；控制器，所述控制器与所述电子部件连接，所述控制器，用于接收输入的舵柄的目标舵角值，并基于环形磁铁的位移量计算舵柄的当前舵角值，若目标舵角值与当前舵角值存在差值，则基于所述差值向所述加油容腔内输出相应的液压油，以驱动所述柱塞位移对应距离。2.如权利要求1所述的油缸内置非接触式舵角反馈机构，其特征在于，所述磁致伸缩位移传感器还包括耐压外管，所述波导管置于所述耐压外管的容腔内。3.如权利要求2所述的油缸内置非接触式舵角反馈机构，其特征在于，还包括：端盖，所述端盖封闭于所述油缸的远离柱塞端，所述端盖上设置有端盖通孔；传感器支架，所述传感器支架包括：固定部和与所述固定部连接的套筒，其中，所述固定部固定于所述端盖通孔内，所述固定部上设置有固定通孔，所述耐压外管的一端固定于所述固定部的固定通孔内，所述套筒内设置有耐压外管容腔，所述耐压外管设置于所述耐压外管容腔内。4.如权利要求3所述的油缸内置非接触式舵角反馈机构，其特征在于，与所述端盖通孔接触的传感器支架的通孔固定部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟然，邱大宝，朱晓光，刘超，方俊磊，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零四研究所，
类型：发明
国别省市：