一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置和方法，屬于噴水推進裝置控制【技術(shù)領(lǐng)域】。所述裝置包括安裝箱、安裝在安裝箱內(nèi)的用于與控制手柄連接的旋轉(zhuǎn)軸、凸輪板、用于固定在斗勺驅(qū)動軸上的限位開關(guān)安裝板、用于控制斗勺運動的上升限位開關(guān)和下降限位開關(guān)，凸輪板固定在旋轉(zhuǎn)軸上；上升限位開關(guān)和下降限位開關(guān)之間的間隙與凸輪板的凸起部的寬度相匹配，當(dāng)凸輪板的凸起部對準(zhǔn)上升限位開關(guān)時，觸發(fā)上升限位開關(guān)，當(dāng)凸輪板的凸起部對準(zhǔn)所述下降限位開關(guān)時，觸發(fā)下降限位開關(guān)。本發(fā)明通過凸輪板與限位開關(guān)安裝板之間的機械位置差值，凸輪板觸發(fā)限位開關(guān)，使斗勺停在目標(biāo)位置，實現(xiàn)根據(jù)位置差將斗勺定位于目標(biāo)位置，保證斗勺控制的精確性。
【專利說明】一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及噴水推進裝置控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種噴水推進裝置的斗勺裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]噴水推進裝置是利用水泵向船后噴射水流的反作用力使船前進的船舶推進方式。噴水推進裝置噴出的水流通過與噴水推進裝置機械連接的倒車斗勺改變噴射方向，進而改變船體的航行方向。因為推進效率高，噴水推進裝置已廣泛應(yīng)用于輪渡、游艇、快艇等各種高速船舶中，此類采用噴水推進裝置的船舶航速高，要求船舶的正車、倒車操作具有快速性、穩(wěn)定性、精確性。因此，噴水推進裝置倒車斗勺的控制顯得尤為重要。
[0003]常規(guī)的倒車斗勺控制裝置采用一種開關(guān)量式控制方法，即駕駛員操作手柄上升或下降(手柄離開手柄中位)，倒車斗勺驅(qū)動電磁閥得電，電磁閥得電動作使得液壓系統(tǒng)驅(qū)動倒車斗勺驅(qū)動油缸活塞桿運動(收縮或伸展)，進而油缸活塞桿帶動倒車斗勺動作(上升或下降)。倒車斗勺將持續(xù)動作直至電磁閥失電(手柄回至手柄中位)或者倒車斗勺驅(qū)動油缸到達機械止檔位。
[0004]在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)該技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]倒車斗勺控制裝置采用開關(guān)量式控制時，倒車斗勺驅(qū)動油缸活塞桿的運動行程只與控制手柄被操作的時間有關(guān)，因此無法通過控制手柄的位置將倒車斗勺定位于目標(biāo)位置，無法實現(xiàn)倒車斗勺控制的精確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置和方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，本發(fā)明實施例提供了一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置，所述裝置包括安裝箱、安裝在所述安裝箱內(nèi)的用于與控制手柄連接的旋轉(zhuǎn)軸、凸輪板、用于固定在斗勺驅(qū)動軸上的限位開關(guān)安裝板、用于控制斗勺運動的上升限位開關(guān)和下降限位開關(guān)，所述凸輪板固定在所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)安裝在所述限位開關(guān)安裝板上；
[0008]所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)之間的間隙與所述凸輪板的凸起部的寬度相匹配，所述凸輪板、所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)相互配合，當(dāng)所述凸輪板的凸起部對準(zhǔn)所述上升限位開關(guān)時，觸發(fā)所述上升限位開關(guān)，當(dāng)所述凸輪板的凸起部對準(zhǔn)所述下降限位開關(guān)時，觸發(fā)所述下降限位開關(guān)。
[0009]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)軸的一端伸出所述安裝箱，所述旋轉(zhuǎn)軸和所述安裝箱之間設(shè)有第一密封部件。
[0010]進一步地，所述限位開關(guān)安裝板上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸安裝孔，所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端位于所述安裝孔內(nèi)。[0011]更進一步地，所述旋轉(zhuǎn)軸和所述限位開關(guān)安裝板之間設(shè)有第二密封部件。
[0012]優(yōu)選地，所述安裝箱上還設(shè)有安裝孔，所述限位開關(guān)安裝板上設(shè)有與所述安裝孔對應(yīng)的凸臺，所述凸臺的外壁與所述安裝箱之間設(shè)有第三密封部件。
[0013]優(yōu)選地，所述裝置還包括機械臂，所述機械臂與所述旋轉(zhuǎn)軸伸出所述安裝箱的一端連接，所述機械臂通過機械軟軸與所述控制手柄連接。
[0014]可選地，所述安裝箱上還安裝有用于指示斗勺狀態(tài)的指示燈，所述指示燈與所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)連接。
[0015]優(yōu)選地，所述上升限位開關(guān)用于控制所述斗勺的上升電磁驅(qū)動閥的通斷電，所述下降限位開關(guān)用于控制所述斗勺的下降電磁驅(qū)動閥的通斷電。
[0016]另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種噴水推進裝置的斗勺控制方法，所述方法包括:
[0017]獲取控制手柄發(fā)出的控制指令，所述控制指令用于指示所述斗勺的目標(biāo)位置；
[0018]檢測所述斗勺的實際位置；
[0019]當(dāng)所述斗勺的目標(biāo)位置和實際位置存在偏差時，控制所述斗勺動作，直至所述斗勺到達所述斗勺的目標(biāo)位置。
[0020]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0021]通過當(dāng)凸輪板與限位開關(guān)安裝板之間產(chǎn)生機械位置差值時，凸輪板觸發(fā)限位開關(guān)，限位開關(guān)動作驅(qū)動斗勺運動，并帶動限位開關(guān)安裝板隨之運動，進而逐漸減小機械位置差值至完全消失，使斗勺停在目標(biāo)位置，實現(xiàn)了根據(jù)位置差將斗勺定位于目標(biāo)位置的操作，保證了斗勺控制的精確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實施例一提供的一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置的左側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實施例一提供的一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實施例一提供的一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明實施例二提供的一種噴水推進裝置的斗勺控制方法的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0028]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細(xì)描述。[0029]實施例一
[0030]本發(fā)明實施例提供了一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置，參見圖1至圖4，該裝置包括:安裝箱1、安裝在安裝箱內(nèi)的用于與控制手柄連接的旋轉(zhuǎn)軸15、凸輪板16、用于固定在斗勺驅(qū)動軸14上的限位開關(guān)安裝板12、用于控制斗勺運動的上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132，凸輪板16固定在旋轉(zhuǎn)軸15上，上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132安裝在限位開關(guān)安裝板12上。
[0031]其中，上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132之間的間隙與凸輪板16的凸起部161的寬度相匹配，凸輪板16、上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132相互配合，當(dāng)凸輪板16的凸起部161對準(zhǔn)上升限位開關(guān)131時，觸發(fā)上升限位開關(guān)131，當(dāng)凸輪板16的凸起部161對準(zhǔn)下降限位開關(guān)132時，觸發(fā)下降限位開關(guān)132。
[0032]具體地，當(dāng)凸輪板16已經(jīng)運動至目標(biāo)位置，而限位開關(guān)安裝板12仍然位于初始位置(即斗勺的初始位置)時，凸輪板16與限位開關(guān)安裝板12之間將產(chǎn)生機械位置差(即行程差)時，凸輪板16觸發(fā)上升限位開關(guān)131或下降限位開關(guān)132，使上升或下降電磁驅(qū)動閥通電，驅(qū)動油缸，油缸工作帶動斗勺和限位開關(guān)安裝板12向目標(biāo)位置運動；當(dāng)限位開關(guān)安裝板12也運動至目標(biāo)位置時(此時凸輪板16仍在目標(biāo)位置)，凸輪板16與限位開關(guān)安裝板12之間的機械位置差消失，上升限位開關(guān)131或下降限位開關(guān)132復(fù)位，使上升或下降電磁驅(qū)動閥斷電，油缸停止工作，斗勺停止運動。
[0033]其中，上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132可以通過螺栓安裝在限位開關(guān)安裝板12上。上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132的一端連接至電源，上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132的另一端分別與電磁閥線圈連接。
[0034]結(jié)合圖2，安裝箱I可以包括箱體11和箱蓋17，箱蓋17蓋在箱體11上，使該裝置前述部件成為一個整體，以方便安裝和使用。
[0035]結(jié)合圖4，安裝箱I的箱蓋17上設(shè)置有安裝孔17a，旋轉(zhuǎn)軸15的一端通過安裝孔17a伸出安裝箱1，旋轉(zhuǎn)軸15和安裝箱I之間可以設(shè)有第一密封部件201。
[0036]限位開關(guān)安裝板12包括板體122和設(shè)于板體122上的凸臺121。板體122上還設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸安裝孔12a，用于容置旋轉(zhuǎn)軸15的另一端。旋轉(zhuǎn)軸15和限位開關(guān)安裝板12之間優(yōu)選設(shè)有第二密封部件202。
[0037]優(yōu)選地，第一密封部件201、第二密封部件202可以采用0型密封圈。
[0038]安裝箱I的箱體11上還設(shè)有安裝孔11a，該凸臺121與該安裝孔Ila相匹配，以穿過該安裝孔11a，進而將限位開關(guān)安裝板12安裝在箱體11中。優(yōu)選地，凸臺121的外壁與安裝箱I之間設(shè)有第三密封部件203。該第三密封部件203也可以采用0型密封圈。
[0039]進一步地，該凸臺121上開設(shè)有驅(qū)動軸安裝槽12b，限位開關(guān)安裝板12通過該驅(qū)動軸安裝槽12b固定在斗勺驅(qū)動軸14上。在本實施例中，與油缸機械連接的斗勺驅(qū)動軸14在油缸的帶動下，驅(qū)動斗勺上升或者下降。由于斗勺驅(qū)動軸14與限位開關(guān)安裝板12機械連接，在斗勺運動的同時斗勺驅(qū)動軸14也將帶動限位開關(guān)安裝板12 —起運動。
[0040]參見圖2，該裝置還包括機械臂18。機械臂18與旋轉(zhuǎn)軸15伸出安裝箱I的一端固定連接。機械臂18可以通過機械軟軸(圖未示)與控制手柄連接，用于接收控制手柄發(fā)出的控制指令，并根據(jù)該控制指令帶動旋轉(zhuǎn)軸15運動，其中，該控制指令用于指示斗勺的目標(biāo)位置。[0041]在實現(xiàn)時,控制手柄的運動范圍定義為三個位置:向前操作最大位、控制手柄中位和向后操作最大位。斗勺的運動范圍也定義為三個位置:斗勺上升最大位、斗勺中位和斗勺下降最大位。它們之間的對應(yīng)關(guān)系為:當(dāng)控制手柄從控制手柄中位向前操作至向前最大位時，斗勺從斗勺中位上升至上升最大位，兩者的位移為線性關(guān)系；當(dāng)控制手柄從向前最大位回退至控制手柄中位時，斗勺從上升最大位降至斗勺中位，兩者的位移為線性關(guān)系；當(dāng)控制手柄從控制手柄中位向后操作至向后最大位時，斗勺從斗勺中位下降至下降最大位，兩者的位移為線性關(guān)系；當(dāng)控制手柄從向后最大位回退至控制手柄中位時，斗勺從下降最大位上升至斗勺中位，兩者的位移為線性關(guān)系。容易知道，控制手柄上可以設(shè)置刻度，以進一步精確指示斗勺的相對位置。
[0042]容易知道，控制手柄為遠(yuǎn)程操作裝置，通常設(shè)置于駕駛艙內(nèi)，駕駛員可以通過實際情況操作控制手柄至所需位置，進而控制斗勺運動至目標(biāo)位置。
[0043]在本實施例中，旋轉(zhuǎn)軸15運動的同時將帶動凸輪板16隨之一起運動，從而使機械臂18、旋轉(zhuǎn)軸15和凸輪板16均根據(jù)控制手柄偏移手柄中位的位移大小來運動至目標(biāo)位置。
[0044]可選地，在安裝箱I上可以安裝指示燈19，指示燈19與上升限位開關(guān)131和下降限位開關(guān)132連接，用于指示斗勺狀態(tài)，以方便操作人員觀察倒車斗勺的狀態(tài)。例如，可以用指示燈點亮表示斗勺處于運動(即工作)狀態(tài)，指示燈熄滅表示斗勺處于靜止?fàn)顟B(tài)。
[0045]下面簡要說明該裝置的工作過程:
[0046]當(dāng)控制手柄運動至目標(biāo)位置時，凸輪板被帶動也停止在相應(yīng)位置。此時，由于油缸未工作，使得凸輪板與限位開關(guān)安裝板之間存在機械位置差，上升或下降限位開關(guān)被觸發(fā)，進而使得斗勺控制電磁閥通電，驅(qū)動油缸，油缸動作帶動斗勺和限位開關(guān)安裝板同時運動。當(dāng)斗勺和限位開關(guān)安裝板運動到目標(biāo)位置時，由于凸輪板與限位開關(guān)安裝板之間機械位置差消失，上升或下降限位開關(guān)復(fù)位，斗勺和限位開關(guān)安裝板停止運動。
[0047]本發(fā)明實施例通過當(dāng)凸輪板與限位開關(guān)安裝板之間產(chǎn)生機械位置差值時，凸輪板觸發(fā)限位開關(guān)，限位開關(guān)動作驅(qū)動斗勺運動，并帶動限位開關(guān)安裝板隨之運動，進而逐漸減小機械位置差值至完全消失，使斗勺停在目標(biāo)位置，實現(xiàn)了根據(jù)位置差將斗勺定位于目標(biāo)位置的操作，保證了斗勺控制的精確性。
[0048]實施例二
[0049]本發(fā)明實施例提供了一種噴水推進裝置的斗勺控制方法，可以采用實施例一提供的裝置實現(xiàn)，參見圖5，該方法包括:
[0050]步驟501:獲取控制手柄發(fā)出的控制指令，該控制指令用于指示斗勺的目標(biāo)位置；
[0051]在本實施例中，由機械臂通過機械軟軸獲取控制手柄發(fā)出控制指令，并根據(jù)該控制指令帶動旋轉(zhuǎn)軸和凸輪板運動，使凸輪板運動至目標(biāo)位置，該控制指令用于指示斗勺的目標(biāo)位置。該目標(biāo)位置是控制手柄動作并停止的某一指定位置，控制手柄的動作可以是使斗勺上升或下降，最終使控制手柄、機械臂、旋轉(zhuǎn)軸和凸輪板均處于目標(biāo)位置上。
[0052]步驟502:檢測斗勺的實際位置；
[0053]限位開關(guān)安裝板與斗勺驅(qū)動軸機械連接，斗勺驅(qū)動軸在油缸的驅(qū)動下可以帶動斗勺和限位開關(guān)安裝板同時運動，因此斗勺的實際位置可以通過斗勺驅(qū)動軸反饋至限位開關(guān)安裝板，進而通過限位開關(guān)安裝板來反饋倒車斗勺的實際位置。
[0054]步驟503:當(dāng)斗勺的目標(biāo)位置和實際位置存在偏差時，控制斗勺動作，直至斗勺到達所述斗勺的目標(biāo)位置；
[0055]斗勺的目標(biāo)位置與實際位置存在偏差，也即凸輪板與限位開關(guān)安裝板之間的機械位置差或行程差。
[0056]在本實施例中，當(dāng)凸輪板的凸起部對準(zhǔn)上升限位開關(guān)時，凸輪板觸發(fā)上升限位開關(guān)，當(dāng)凸輪板的凸起部對準(zhǔn)下降限位開關(guān)時，凸輪板觸發(fā)下降限位開關(guān)，使得上升或下降電磁閥線圈通電，驅(qū)動油缸，油缸工作驅(qū)動斗勺和限位開關(guān)安裝板運動。
[0057]具體可以是:當(dāng)控制手柄操作斗勺上升時，凸輪板與限位開關(guān)安裝板機械位置差使上升限位開關(guān)被觸發(fā)，上升電磁閥線圈得電，油缸正常工作，并通過斗勺驅(qū)動軸帶動斗勺和限位開關(guān)安裝板一起上升；當(dāng)控制手柄操作斗勺下降時，凸輪板與限位開關(guān)安裝板機械位置差使下降限位開關(guān)被觸發(fā)，下降電磁閥線圈得電，油缸正常工作，通過斗勺驅(qū)動軸帶動斗勺和限位開關(guān)安裝板一起下降。
[0058]步驟504:當(dāng)凸輪板的位于上升限位開關(guān)和下降限位開關(guān)之間時，上升或下降限位開關(guān)復(fù)位，斗勺停止動作。
[0059]在本實施例中，由于驅(qū)動油缸驅(qū)動斗勺運動的同時也將通過斗勺驅(qū)動軸帶動限位開關(guān)安裝板運動，所以限位開關(guān)安裝板也將向目標(biāo)位置運動，當(dāng)凸輪板的位于上升限位開關(guān)和下降限位開關(guān)之間時，表示機械位置差值消失，此時，上升或下降限位開關(guān)復(fù)位，電磁閥線圈斷電，油缸停止動作，斗勺停止動作。
[0060]本發(fā)明實施例通過當(dāng)凸輪板與限位開關(guān)安裝板之間產(chǎn)生機械位置差值時，凸輪板觸發(fā)限位開關(guān)，限位開關(guān)動作驅(qū)動斗勺運動，并帶動限位開關(guān)安裝板隨之運動，進而逐漸減小機械位置差值至完全消失，使斗勺停在目標(biāo)位置，實現(xiàn)了根據(jù)位置差將斗勺定位于目標(biāo)位置的操作，保證了斗勺控制的精確性。
[0061]值得注意的是，本發(fā)明為國家國際科技合作專項資助2013DFA80550。
[0062]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種噴水推進裝置的斗勺控制裝置，其特征在于，所述裝置包括安裝箱、安裝在所述安裝箱內(nèi)的用于與控制手柄連接的旋轉(zhuǎn)軸、凸輪板、用于固定在斗勺驅(qū)動軸上的限位開關(guān)安裝板、用于控制斗勺運動的上升限位開關(guān)和下降限位開關(guān)，所述凸輪板固定在所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)安裝在所述限位開關(guān)安裝板上； 所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)之間的間隙與所述凸輪板的凸起部的寬度相匹配，所述凸輪板、所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)相互配合，當(dāng)所述凸輪板的凸起部對準(zhǔn)所述上升限位開關(guān)時，觸發(fā)所述上升限位開關(guān)，當(dāng)所述凸輪板的凸起部對準(zhǔn)所述下降限位開關(guān)時，觸發(fā)所述下降限位開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸的一端伸出所述安裝箱，所述旋轉(zhuǎn)軸和所述安裝箱之間設(shè)有第一密封部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述限位開關(guān)安裝板上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸安裝孔，所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端位于所述安裝孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸和所述限位開關(guān)安裝板之間設(shè)有第二密封部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸與所述斗勺驅(qū)動軸同軸設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述安裝箱上還設(shè)有安裝孔，所述限位開關(guān)安裝板上設(shè)有與所述安裝孔對應(yīng)的凸臺，所述凸臺的外壁與所述安裝箱之間設(shè)有第三密封部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括機械臂，所述機械臂與所述旋轉(zhuǎn)軸伸出所述安裝箱的一端連接，所述機械臂通過機械軟軸與所述控制手柄連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述安裝箱上還安裝有用于指示斗勺狀態(tài)的指示燈，所述指示燈與所述上升限位開關(guān)和所述下降限位開關(guān)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上升限位開關(guān)用于控制所述斗勺的上升電磁驅(qū)動閥的通斷電，所述下降限位開關(guān)用于控制所述斗勺的下降電磁驅(qū)動閥的通斷電。
10.一種噴水推進裝置的斗勺控制方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取控制手柄發(fā)出的控制指令，所述控制指令用于指示所述斗勺的目標(biāo)位置； 檢測所述斗勺的實際位置； 當(dāng)所述斗勺的目標(biāo)位置和實際位置存在偏差時，控制所述斗勺動作，直至所述斗勺到達所述斗勺的目標(biāo)位置。
【文檔編號】B63H11/11GK103612737SQ201310532492
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】胡軍, 朱真利, 馬志剛, 高卓, 趙麗雄, 王楠, 皇豐輝 申請人:武漢船用機械有限責(zé)任公司