一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)，包括方向舵裝置和第一旋轉(zhuǎn)編碼器，方向舵裝置與第一旋轉(zhuǎn)編碼器連接；還包括PID控制器、執(zhí)行裝置和舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，PID控制器的信號(hào)輸入端與第一旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出端通過(guò)線路連接，PID控制器的信號(hào)輸出端與執(zhí)行裝置的信號(hào)端通過(guò)線路連接，執(zhí)行裝置與舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置通過(guò)管路連接；還包括第二旋轉(zhuǎn)編碼器，第二旋轉(zhuǎn)編碼器與舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置連接，第二旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出端與PID控制器的信號(hào)輸入端通過(guò)線路連接。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、質(zhì)量穩(wěn)定、便于維修；且便于操作、駕駛感強(qiáng)、適合小流量?jī)?nèi)河航行。
【專利說(shuō)明】
一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及船舶技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前船舶方向舵多采用液壓控制，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修量大、質(zhì)量重的不足。另一種電器控制舵則是用左、右開關(guān)控制方向，存在操作難度大，安全性低，無(wú)駕駛感、不適合小流量?jī)?nèi)河航行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、質(zhì)量穩(wěn)定、便于維修;且便于操作、駕駛感強(qiáng)、適合小流量?jī)?nèi)河航行的船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)，包括方向舵裝置和將方向舵裝置旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)電信號(hào)的第一旋轉(zhuǎn)編碼器，所述方向舵裝置與所述第一旋轉(zhuǎn)編碼器連接；
[0005]還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)電信號(hào)進(jìn)行處理以及生成控制信號(hào)的PID控制器、根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)控的執(zhí)行裝置和舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，所述PID控制器3的信號(hào)輸入端與所述第一旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出端通過(guò)線路連接，所述PID控制器的信號(hào)輸出端與所述執(zhí)行裝置的信號(hào)端通過(guò)線路連接，所述執(zhí)行裝置與所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置通過(guò)管路連接并控制所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)；
[0006]還包括將所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)電信號(hào)第二旋轉(zhuǎn)編碼器，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器與所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置連接，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出端與所述PID控制器的信號(hào)輸入端通過(guò)線路連接。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)方向舵裝置和第一旋轉(zhuǎn)編碼器能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電信號(hào)，PID控制器根據(jù)旋轉(zhuǎn)電信號(hào)調(diào)控執(zhí)行裝置，執(zhí)行裝置控制舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)滿足傳統(tǒng)操作習(xí)慣，又有良好駕駛感;而且方向舵與舵葉的旋轉(zhuǎn)采用PID控制器，成本低、可靠性高;其中第二旋轉(zhuǎn)編碼器感應(yīng)舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的位移生成旋轉(zhuǎn)信號(hào)作為電磁閥工作后的反饋信號(hào)，從而形成伺服閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、質(zhì)量穩(wěn)定、便于維修;且便于操作、駕駛感強(qiáng)、適合小流量?jī)?nèi)河航行。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0009]進(jìn)一步，所述方向舵裝置的旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有對(duì)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行力阻的力阻裝置和對(duì)旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)行定位的定位裝置。
[0010]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:力阻裝置和定位裝置能提高駕駛船的安全性和習(xí)慣性。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述方向舵裝置的方向盤旋轉(zhuǎn)N周滿舵，且0.5〈N〈20。
[0012]進(jìn)一步，所述執(zhí)行裝置為根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行油路控制的油路電磁閥。
[0013]進(jìn)一步，還包括為所述執(zhí)行裝置進(jìn)行供應(yīng)液壓油的液壓供油裝置，所述液壓供油裝置與所述油路電磁閥通過(guò)管路連接。
[0014]進(jìn)一步，所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括液壓缸和舵葉，所述液壓缸的輸出軸與所述舵葉固定連接，所述液壓缸的輸入端通過(guò)管路與所述油路電磁閥連接。
[0015]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)對(duì)油路電磁閥的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸輸出軸伸縮控制，提升控制效率和精準(zhǔn)度。
[0016]進(jìn)一步，還包括用于顯示舵葉旋轉(zhuǎn)的舵葉旋轉(zhuǎn)指示器，所述舵葉旋轉(zhuǎn)指示器與所述PID控制器的信號(hào)輸出端連接。
[0017]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:舵葉旋轉(zhuǎn)指示器便于操作人員了解舵葉旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，加強(qiáng)實(shí)時(shí)控制。
[0018]進(jìn)一步，還包括滿舵檢測(cè)清零裝置，所述滿舵檢測(cè)清零裝置與所述PID控制器通過(guò)線路連接。
[0019]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:滿舵檢測(cè)清零裝置能提高本系統(tǒng)安全性和減少位移累計(jì)誤差。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型一種船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)的模塊框圖。
[0021 ]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0022]1、方向舵裝置，2、第一旋轉(zhuǎn)編碼器，3、PID控制器，4、執(zhí)行裝置，5、舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，6、第二旋轉(zhuǎn)編碼器，7、液壓供油裝置，8、舵葉旋轉(zhuǎn)指示器，9、滿舵檢測(cè)清零裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0024]如圖1所示，一種船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)，包括方向舵裝置I和將方向舵裝置I旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)電信號(hào)的第一旋轉(zhuǎn)編碼器2，所述方向舵裝置I與所述第一旋轉(zhuǎn)編碼器2連接；
[0025]還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)電信號(hào)進(jìn)行處理以及生成控制信號(hào)的PID控制器3、根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)控的執(zhí)行裝置4和舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5，所述PID控制器3的信號(hào)輸入端與所述第一旋轉(zhuǎn)編碼器2的信號(hào)輸出端通過(guò)線路連接，所述PID控制器3的信號(hào)輸出端與所述執(zhí)行裝置4的信號(hào)端通過(guò)線路連接，所述執(zhí)行裝置4與所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5通過(guò)管路連接并控制所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5旋轉(zhuǎn)；
[0026]還包括將所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)電信號(hào)第二旋轉(zhuǎn)編碼器6，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器6與所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5連接，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器6的信號(hào)輸出端與所述PID控制器3的信號(hào)輸入端通過(guò)線路連接。
[0027]優(yōu)選的，所述方向舵裝置I的旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有對(duì)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行力阻的力阻裝置和對(duì)旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)行定位的定位裝置。
[0028]優(yōu)選的，所述方向舵裝置I方向盤旋轉(zhuǎn)N周滿舵，且0.5〈N〈20。
[0029]優(yōu)選的，所述執(zhí)行裝置4為根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行油路控制的油路電磁閥。
[0030]優(yōu)選的，還包括為所述執(zhí)行裝置4進(jìn)行供應(yīng)液壓油的液壓供油裝置7，所述液壓供油裝置7與所述油路電磁閥通過(guò)管路連接。[0031 ]優(yōu)選的，所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5包括液壓缸和舵葉，所述液壓缸的輸出軸與所述舵葉固定連接，所述液壓缸的輸入端通過(guò)管路與所述油路電磁閥連接。
[0032]優(yōu)選的，還包括用于顯示舵葉旋轉(zhuǎn)的舵葉旋轉(zhuǎn)指示器8，所述舵葉旋轉(zhuǎn)指示器8與所述PID控制器3的信號(hào)輸出端連接。
[0033]優(yōu)選的，還包括滿舵檢測(cè)清零裝置9，所述滿舵檢測(cè)清零裝置9與所述PID控制器3通過(guò)線路連接。
[0034]實(shí)施本裝置，方向舵裝置I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)第一編碼器輸出正脈沖信號(hào)+X;方向舵裝置I逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)第一編碼器輸出負(fù)脈沖信號(hào)-X ；
[0035]第一旋轉(zhuǎn)編碼器2輸出的脈沖信號(hào)X傳送至PID控制器，方向舵裝置I連續(xù)旋轉(zhuǎn)，PID控制器3將收到第一旋轉(zhuǎn)編碼器2送來(lái)的N個(gè)脈沖信號(hào)X，并記錄；
[0036]舵葉軸上安裝的第二旋轉(zhuǎn)編碼器6，舵葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)第二旋轉(zhuǎn)編碼器6發(fā)出脈沖信號(hào)土 Y，并反饋到PID控制器3 ;PID控制器3在不斷的做X與bY的比例運(yùn)算；
[0037]當(dāng)PID控制器3收到第一旋轉(zhuǎn)編碼器2送來(lái)的第一個(gè)脈沖信號(hào)X時(shí)，PID控制器3原有的平衡狀態(tài)被打破，即X不在等于bY(b為比例常數(shù)，Y為第二旋轉(zhuǎn)編碼器6發(fā)出脈沖信號(hào))；如X>bY時(shí)，PID控制器3發(fā)出開啟油路電磁閥右通道的控制信號(hào)，液壓缸推動(dòng)舵葉右擺，船開始轉(zhuǎn)右行駛;反之X〈bY時(shí)，PID控制器3發(fā)出開啟油路電磁閥左通道的控制信號(hào)，液壓缸推動(dòng)舵葉左擺，船開始轉(zhuǎn)左行駛；
[0038]只有當(dāng)PID控制器3計(jì)算到X= bY時(shí)，PID控制器發(fā)出開啟油路電磁閥發(fā)出停止的控制信號(hào)，油路電磁閥關(guān)閉所有通道，系統(tǒng)進(jìn)入新的平衡狀態(tài)，船舶原著設(shè)定方向行駛。
[0039]b為比例常數(shù)可根據(jù)駕駛員需求設(shè)定，比如駕駛舵是旋轉(zhuǎn)6周滿舵，取b = 54，6*360/54 = 40度，此方法是為防止方向舵過(guò)于靈敏，提高船舶航行的穩(wěn)定性；同時(shí)增加駕駛員的駕駛感，提尚安全性。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:包括方向舵裝置(I)和將方向舵裝置(I)旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)電信號(hào)的第一旋轉(zhuǎn)編碼器(2)，所述方向舵裝置(I)與所述第一旋轉(zhuǎn)編碼器(2)連接； 還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)電信號(hào)進(jìn)行處理以及生成控制信號(hào)的PID控制器(3)、根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)控的執(zhí)行裝置(4)和舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)，所述PID控制器(3)的信號(hào)輸入端與所述第一旋轉(zhuǎn)編碼器(2)的信號(hào)輸出端通過(guò)線路連接，所述PID控制器(3)的信號(hào)輸出端與所述執(zhí)行裝置(4)的信號(hào)端通過(guò)線路連接，所述執(zhí)行裝置(4)與所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)通過(guò)管路連接并控制所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)旋轉(zhuǎn)； 還包括將所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)電信號(hào)第二旋轉(zhuǎn)編碼器(6)，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器(6)與所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)連接，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器(6)的信號(hào)輸出端與所述PID控制器(3)的信號(hào)輸入端通過(guò)線路連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:所述方向舵裝置(I)的旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有對(duì)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行力阻的力阻裝置和對(duì)旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)行定位的定位裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:所述方向舵裝置(I)的方向盤旋轉(zhuǎn)N周滿舵，且0.5〈N〈20。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行裝置(4)為根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行油路控制的油路電磁閥。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括為所述執(zhí)行裝置(4)進(jìn)行供應(yīng)液壓油的液壓供油裝置(7)，所述液壓供油裝置(7)與所述油路電磁閥通過(guò)管路連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:所述舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)包括液壓缸和舵葉，所述液壓缸的輸出軸與所述舵葉固定連接，所述液壓缸的輸入端通過(guò)管路與所述油路電磁閥連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括用于顯示舵葉旋轉(zhuǎn)的舵葉旋轉(zhuǎn)指示器(8)，所述舵葉旋轉(zhuǎn)指示器(8)與所述PID控制器(3)的信號(hào)輸出端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述一種船舶舵機(jī)電子控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括滿舵檢測(cè)清零裝置(9)，所述滿舵檢測(cè)清零裝置(9)與所述PID控制器(3)通過(guò)線路連接。
【文檔編號(hào)】B63H25/24GK205440831SQ201521106813
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日
【發(fā)明人】董以輝, 吳軍, 陳小東
【申請(qǐng)人】桂林澳格萊船舶科技有限公司