[实用新型]角度信号控制的恒速转舵伺服装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及船用推进器，尤其涉及角度信号控制的恒速转舵伺服装置。

背景技术

舵桨转舵方式之一是采用机带泵即由主机直接拖动的液压泵，受主机速度的影响，会随主机速度的加快而加快。特别是在船舶高速行驶时，较快的转舵速度容易导致严重的安全隐患。一直以来，各舵桨厂家常用的方法是用主机转速作为补偿参数，对比例阀开口按照经验值做补偿。这种方法属于开环控制，会随着环境的改变如洋流、机械阻尼、液压系统包括油路阻尼等因素导致转舵速度的不均衡。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种角度信号控制的恒速转舵伺服装置，适于远距离信号传输。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

角度信号控制的恒速转舵伺服装置，转舵立柱旋转支撑于法兰上，转舵立柱的下部固定下齿轮箱，转舵立柱的上部安装回转大齿轮，转舵液压马达固定于法兰上，转舵液压马达的输出轴与行星减速器的输入轴驱动连接，行星减速器的输出轴上安装主动小齿轮，主动小齿轮与回转大齿轮相啮合，回转大齿轮还与减速齿轮相啮合，其特征在于：所述减速齿轮上布置有旋转编码器，旋转编码器与舵角指示器和PLC控制单元通讯连接，PLC控制单元与操纵手柄上的电位器和比例阀控制连接，比例阀位于转舵液压马达的油路回路中。

进一步地，上述的角度信号控制的恒速转舵伺服装置，其中，所述旋转编码器为R36系列霍尔编码器。

更进一步地，上述的角度信号控制的恒速转舵伺服装置，其中，所述旋转编码器为R36A模拟量霍尔编码器。

本实用新型技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本实用新型采用旋转编码器更适于远距离传输，利用舵角反馈系统计算出实际的转舵速度，再根据技术要求的转速对比例阀的开度进行实时调节，为防止超调和随动性差需要给一个合适的补偿，允许调试人员根据不同的桨给予不同的惯性参数，经实船测试性能完全满足设计要求。舵桨转舵速度是通过控制比例阀开度实现，同时又受洋流、机械阻尼、机械惯量、液压管路阻力等诸多方面的影响，调试人员在对控制系统有一个充分了解的基础上配合一个适合的比例系数和积分微分等参数，可以将系统调整到最佳状况。由于内部为数字内核，所以具有更强的抗干扰能力；如果采用数字传输方式，由于采用CRC等校验方式，因此有较模拟量信号更强的纠错能力和判断传输故障的能力。无磨损，长运行寿命，采用电流传输方式，实现长距离的信号传递。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：恒速转舵伺服装置的构造示意图；

图2：图1中A部的局部放大示意图。

具体实施方式

如图1所示，角度信号控制的恒速转舵伺服装置，转舵立柱6旋转支撑于法兰上，转舵立柱6的下部固定下齿轮箱7，转舵立柱6的上部安装回转大齿轮5，转舵液压马达2固定于法兰上，转舵液压马达2的输出轴与行星减速器3的输入轴驱动连接，行星减速器3的输出轴上安装主动小齿轮4，主动小齿轮4与回转大齿轮5相啮合，如图2所示，回转大齿轮5还与减速齿轮8相啮合，减速齿轮8上布置有旋转编码器9，旋转编码器采用R36系列霍尔编码器，优选R36A模拟量霍尔编码器。旋转编码器9与舵角指示器11和PLC控制单元10通讯连接，PLC控制单元10包含有AD模块和PID模块，PLC控制单元10与操纵手柄12上的电位器和比例阀1控制连接，比例阀1位于转舵液压马达2的油路回路中。

旋转编码器9不同于传统的双抽头电位器。双抽头电位器需要两个模拟通道，占用了系统的硬件资源；由于取出的是电位器抽头信号，为内阻较高的电压信号，所以抗干扰性不够理想，特别是远距离传送；判断故障是用电压判断，人为将抽头信号限制在一定区域，如果抽头断线由于输入端存在电容，一方面有可能电压长时间不会飘到范围外，而无法报警，另一方面由于信号范围变小而影响了测量精度。采用旋转编码器作为角度信号，即把角度信号先变成数字信号，再通过内部D/A转换变成模拟信号，再输出4-20mA电流信号。单抽头输出，仅占用一个模拟通道，硬件开支较小。旋转编码器属于非接触型，使用寿命较传统电位器远远加大，仅受轴承的影响。由于是4-20mA标准信号，硬件选择非常灵活，判断故障也非常简单，只要判断电流小于4mA即可判为故障，电流信号也适于远距离传输信号。