一種船舶的方向盤控制系統的製作方法

2023-11-10 03:27:07 1

本實用新型涉及一種船舶尾舵的方向控制系統，更具體地說，涉及一種船舶的方向盤控制系統，主要用於遊艇等船舶使用。

背景技術：

隨著我國經濟快速發展，船舶也得到了飛速發展。遊艇作為公園、旅遊景點等經營項目的使用也越來越廣泛，其集航海、運動、娛樂、休閒等功能於一體，滿足了個人及家庭享受生活的需要。目前，包括遊艇在內的大部分船舶的方向控制系統還非常老舊，大致可以分為以下兩類：

1)通過鎖鏈機械傳動控制尾舵轉動，具體為，方向盤通過鎖鏈連接尾舵，轉動方向盤時，鎖鏈會同時帶動尾舵擺動，從而改變船舶航行方向，這種機械控制方式雖然較為簡單，但控制精度較差，並且方向盤轉動力量較大，操控非常不便；

2)採用液壓系統控制尾舵轉動，具體為，利用液壓系統的液壓執行元件帶動尾舵擺動，從而改變船舶航行方向，這種液壓控制方式較上述機械控制方式的控制精度更高，但需要配置複雜的液壓系統，成本較高，且存在液壓油洩漏等隱患，維護維修較為麻煩。

以上兩種控制方式均存在各自的缺陷，並且在設置多個方向盤進行多點控制時，上述兩種方式會更加複雜，甚至難以實施，無法滿足現有船舶多點方向控制的需求。

技術實現要素：

1.實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的在於克服現有船舶方向控制方式存在的上述不足，提供一種船舶的方向盤控制系統，採用本實用新型的技術方案，利用方向盤控制電位器來調節驅動船舵的電動推桿運動，電位器的轉動與電動推桿的伸縮行程一一對應，實現了船舵的電動化控制，實施更加簡單，方向盤轉動力小，操控輕便穩定，控制精度更高，並且可以實現多點控制，使用更加靈活。

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，包括轉向機構，還包括控制模塊、電源模塊和電動推桿，所述的轉向機構包括方向盤和通過傳動機構連接方向盤的電位器，所述的電位器與控制模塊電連接，用於將方向盤的轉動信號反饋給控制模塊；所述的控制模塊與電動推桿電連接，用於根據電位器反饋的信號控制電動推桿執行相應的動作，進而使電動推桿驅動船舵擺動；所述的電源模塊分別與控制模塊和電動推桿電連接，用於為控制模塊和電動推桿提供工作電源。

更進一步地，所述的轉向機構還包括保護蓋、支撐件和齒輪組，所述的保護蓋與支撐件連接形成安裝空間，所述的齒輪組設於該安裝空間內，所述的方向盤通過齒輪組與電位器相連接。

更進一步地，所述的方向盤與電位器的傳動比為3:1。

更進一步地，所述的齒輪組中還連接有一用於指示船舵擺角的指針，且在保護蓋上還設有位置與指針相對應的可視口。

更進一步地，所述的方向盤與指針的傳動比為9:1。

更進一步地，所述的齒輪組中還設有用於限定方向盤轉動角度的限位機構。

更進一步地，所述的限位機構包括連接在齒輪組上的擋塊和設置在安裝空間內的限位塊，所述的擋塊與限位塊相配合。

更進一步地，所述的方向盤與擋塊的傳動比為9:1。

更進一步地，所述的控制模塊包括電源比較模塊和電機轉向控制模塊，所述的電源比較模塊用於將電位器的轉角與電動推桿的伸縮行程形成一一對應關係，所述的電機轉向控制模塊用於控制電動推桿的伸縮動作。

更進一步地，所述的控制模塊包括單片機運算模塊和電機轉向控制模塊，所述的單片機運算模塊用於將電位器的轉角與電動推桿的伸縮行程形成一一對應關係，所述的電機轉向控制模塊用於控制電動推桿的伸出或收縮動作。

3.有益效果

採用本實用新型提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，其轉向機構包括方向盤和通過傳動機構連接方向盤的電位器，電位器與控制模塊電連接，用於將方向盤的轉動信號反饋給控制模塊；控制模塊與電動推桿電連接，用於根據電位器反饋的信號控制電動推桿執行相應的動作，進而使電動推桿驅動船舵擺動；電源模塊分別與控制模塊和電動推桿電連接，用於為控制模塊和電動推桿提供工作電源；利用方向盤控制電位器來調節驅動船舵的電動推桿運動，電位器的轉動與電動推桿的伸縮行程一一對應，實現了船舵的電動化控制，實施更加簡單，方向盤轉動力小，操控輕便穩定，控制精度更高，並且可以實現多點控制，使用更加靈活；

(2)本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，其方向盤通過齒輪組與電位器相連接，便於調整傳動比，滿足不同用戶使用要求；

(3)本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，其齒輪組中還連接有一用於指示船舵擺角的指針，且在保護蓋上還設有位置與指針相對應的可視口，可以利用指針直觀地反應船舵擺角，操控更加方便；

(4)本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，其齒輪組中還設有用於限定方向盤轉動角度的限位機構，有效防止方向盤過分旋轉而造成電位器受損；

(5)本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，其控制模塊採用電源比較模塊和電機轉向控制模塊、或單片機運算模塊和電機轉向控制模塊來控制電位器與電動推桿之間的對應關係，控制系統穩定可靠，製作簡單方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統的原理示意圖；

圖2為本實用新型中的轉向機構的結構示意圖；

圖3為圖2中K處的局部放大結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例1中的控制電路原理圖；

圖5為本實用新型實施例2中的控制電路原理圖。

示意圖中的標號說明：

1、轉向機構；1-1、方向盤；1-2、保護蓋；1-2a、可視口；1-3、支撐件；1-4、齒輪組；1-4a、第一齒輪；1-4b、第二齒輪；1-4c、第三齒輪；1-5、電位器；1-6、指針；1-7、擋塊；1-8、限位塊；2、控制模塊；2-1、電源比較模塊；2-2、電機轉向控制模塊；2-3、單片機運算模塊；3、電源模塊；4、電動推桿。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。

實施例1

結合圖1至圖4所示，本實施例的一種船舶的方向盤控制系統，包括轉向機構1、控制模塊2、電源模塊3和電動推桿4，電動推桿4通過連杆連接船舵(圖中未示出)，轉向機構1包括方向盤1-1和通過傳動機構連接方向盤1-1的電位器1-5，電位器1-5與控制模塊2電連接，用於將方向盤1-1的轉動信號反饋給控制模塊2；控制模塊2與電動推桿4電連接，用於根據電位器1-5反饋的信號控制電動推桿4執行相應的動作，進而使電動推桿4驅動船舵擺動；電源模塊3分別與控制模塊2和電動推桿4電連接，用於為控制模塊2和電動推桿4提供工作電源。操作時，轉動方向盤1-1來帶動電位器1-5旋轉，電位器1-5通過控制模塊2來控制電動推桿4進行伸縮運動，從而控制船舵擺動，達到方向控制的目的。

如圖2所示，在本實施例中，轉向機構1還包括保護蓋1-2、支撐件1-3和齒輪組1-4，保護蓋1-2與支撐件1-3連接形成安裝空間，支撐件1-3用於與船體部件連接，齒輪組1-4設於該安裝空間內，方向盤1-1通過齒輪組1-4與電位器1-5相連接，採用齒輪組1-4作為方向盤1-1與電位器1-5之間的傳動機構，便於調整傳動比，滿足不同用戶使用要求。齒輪組1-4中還連接有一用於指示船舵擺角的指針1-6，且在保護蓋1-2上還設有位置與指針1-6相對應的可視口1-2a，可以利用指針1-6直觀地反應船舵的擺角，操控更加方便。另外，為了防止誤操作，在齒輪組1-4中還設有用於限定方向盤1-1轉動角度的限位機構，如圖3所示，本實施例中的限位機構包括連接在齒輪組1-4上的擋塊1-7和設置在安裝空間內的限位塊1-8，限位塊1-8設於支撐件1-3上較佳，擋塊1-7與限位塊1-8相配合，形成一個限制區域，可有效防止方向盤1-1過分旋轉而造成電位器1-5受損。如圖3所示，本實施例中的齒輪組1-4包括第一齒輪1-4a、第二齒輪1-4b和第三齒輪1-4c，第一齒輪1-4a與方向盤1-1的轉軸相連接，第二齒輪1-4b為雙聯齒輪，包括一個大齒輪和一個小齒輪，第一齒輪1-4a與第二齒輪1-4b中的大齒輪嚙合，傳動比採用3:1最佳，該第二齒輪1-4b的齒輪軸與電位器1-5連接，電位器1-5通過一固定支架安裝在支撐件1-3上，使方向盤1-1與電位器1-5的傳動比為3:1；第三齒輪1-4c與第二齒輪1-4b中的小齒輪嚙合，傳動比採用3:1最佳，指針1-6與第三齒輪1-4c的齒輪軸上部連接，限位機構中的擋塊1-7與第三齒輪1-4c的齒輪軸下部連接，從而使方向盤1-1與指針1-6、方向盤1-1與擋塊1-7之間的傳動比均為9:1，指針1-6的最大轉角為80°最佳，採用上述傳動比，方向盤1-1可以左右轉動450°，更加符合操作習慣，並且該傳動比可以滿足大部分電位器1-5的轉角要求。當然，在本實用新型中，齒輪組1-4的具體結構和傳動比並不局限於此，齒輪組1-4的具體結構和傳動比可以根據具體使用需求進行調整。

如圖4所示，本實施例的一種船舶的方向盤控制系統，其控制模塊2包括電源比較模塊2-1和電機轉向控制模塊2-2，電源比較模塊2-1用於將電位器1-5的轉角與電動推桿4的伸縮行程形成一一對應關係，電機轉向控制模塊2-2用於控制電動推桿4的伸出或收縮動作。電源比較模塊2-1和電機轉向控制模塊2-2的具體工作原理與現有技術相同，在此就不再贅述。

此外，本實施例的一種船舶的方向盤控制系統，可以對船舵進行多點控制，即可以設置多組轉向機構1，每組轉向機構1的電位器1-5併入控制系統的控制電路中(如圖4中給出了兩組電位器1-5來實現在兩個工作點進行方向控制)，可以在船舶的不同位置控制船舵。為了防止多組轉向機構1相互幹擾，可以通過鎖定的方式對非工作的轉向機構1進行鎖定，關於鎖定的方式有很多，可以通過程序實現，也可以通過機械方式實現，具體在本申請中不再詳述。

實施例2

本實施例的一種船舶的方向盤控制系統，其基本結構和原理同實施例1，不同之處在於：本實施例中採用單片機來對系統進行控制，具體如圖5所示，控制模塊2包括單片機運算模塊2-3和電機轉向控制模塊2-2，單片機運算模塊2-3用於將電位器1-5的轉角與電動推桿4的伸縮行程形成一一對應關係，電機轉向控制模塊2-2用於控制電動推桿4的伸出或收縮動作，與實施例1相比，採用單片機運算模塊2-3進行系統控制，可進行編程，便於系統升級維護。單片機運算模塊2-3的具體工作原理與現有技術相同，在此就不再贅述。

本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，使用時，將電動推桿4通過連杆等機構與船舵相連，根據實際需要將轉向機構1安裝於船內合適的位置；轉向時，轉動方向盤1-1來使電位器1-5進行電阻調節，控制模塊2採集電位器1-5的變化信號後，控制電動推桿4進行相對應地伸縮動作，從而帶動船舵擺動，船舵的擺角可以通過指針1-6顯示出來。本實用新型的一種船舶的方向盤控制系統，利用方向盤控制電位器來調節驅動船舵的電動推桿運動，電位器的轉動與電動推桿的伸縮行程一一對應，實現了船舵的電動化控制，實施更加簡單，方向盤轉動力小，操控輕便穩定，控制精度更高，並且可以實現多點控制，使用更加靈活。

以上示意性地對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構並不局限於此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性地設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬於本實用新型的保護範圍。