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Télécommande asservie de gouvernails.
La présente invention est relative à un disposi- tif de commande à distance électrique asservie s'appliquant aux commandes de gouvernails et autres appareils à gouverner les navires et elle a pour but de réaliser une commande asser- vie directe, donnant une sécurité et une précision de fonc- tionnement absolues, en n'utilisant qu'un nombre réduit de conducteurs électriques entre le poste de commande et le poste de réception.
Les dispositifs analogues existants, comportent en général, entre le poste émetteur et le poste récepteur un nombre/de liaison considérables, fonction du nombre de posi- tions du gouvernail, c'est-à-dire de la précision qu'il y a lieu de réaliser dans la télécommande.. Dans d'autres dispo- si tifs, le nombre de fils est plus réduit, mais, par contre, ces dispositifs ne peuvent commander les moteurs actionnant les organes commandés que par l'intermédiaire de groupes géné- rateurs spéciaux.
La présente invention a aussi pour but de réali- ser une télécommande asservie silencieuse, insensible aux variations de la tension d'alimentation, répondant immédia- tement aux ordres donnés, susceptible d'être réalisée avec des organes simples et robustes, s'appliquant à n'importe quel genre d'alimentation du moteur à commander, permettant s'il y a lieu un passage rapide et facile de la commande asservie à la commande directe, constituant en même temps un indicateur des déplacements angulaires du gouvernail, assurant la remise,en coïncidence au zéro de l'émetteur et du gouvernail et revenant automatiquement au zéro dès qu'elle est abandonnée à elle-même.
Le dispositif suivant l'invention comprend au poste émetteur un contact mobile tournant d'un angle propor- tionnel au déplacement désiré 'du gouvernail, devant deux demi-bagues conductrices, actionnées par le rotor d'un électro- moteur, dont les inducteurs sont alimentés par paires et suivant une permutation circulaire au,moyen d'un contact mobile entraîné par le gouvernail, la disposition étant telle
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que chaque permutation de l'électro-moteur corresponde à un déplacement unitaire du gouvernail, lequel détermine à son tour un déplacement angulaire . des deux demi-bagues en sens inverse du doigt de contact, la rotation du gouvernail s'arrêtant dès que la somme des déplacements unitaires sus-indiqués a fait tourner les deux demi-bagues d'un angle égal à celui du doigt de contact, mais en sens inverse.
Dans la position zéro, le doigt de contact ne porte sur aucune demi-bague conductrice et se/trouve à égale distance des deux demi-bagues droite et gauche. Le fait pour le doigt de contact de venir porter sur l'une d'elles provoque la rotation du moteur dans le sens correspondant. Le gouvernail se met en mouvement et entraîne un contact tournant qui, pour chaque rotation angulaire unitaire, d'une valeur bien déterminée, vient alimenter à la rois et par permutation circulera, deux des p8les de l'élec- tro-moteur à impulsion. A chaque permutation correspond une posi- tion nettement définie du rotor de l'électro-moteur.
Ainsi, avec un électro-moteur à trois pôles alimentés deux à deux, chaque position d'équilibre du rotor est celle pour laquelle le rotor est perpendiculaire au pôle non alimenté, et chaque impulsion fait tourner le rotor de 80 . Ce déplacement angulaire carres- pondu déplacement unitaire du gouvernail. Cet électro-moteur entraîne par une réduction convenable l'arbre des deux demi-bagues sur lesquelles vient porter le doigt de contact précédemment décrit, l'ensemble étant réalisé de façon à ce que dans son mouvement, le gouvernail fasse tourner les deux demi-bagues en sens inverse du doigt de contact et d'une valeur angulaire exac- tement égale du déplacement angulaire dudit doigt de contact, ce résultat étant obtenu par l'addition des impulsions angulaires unitaires reçues par l'électro-moteur.
Le courant d'alimentation se trouve alors coupé, le gouvernail ayant décrit un angle de rotation égal à celui commandé.
La valeur prédéterminée du déplacement angulaire uni- taire définit la précision de la commande, qui peut être aussi grande qu'on le désire par un choix judicieux des rapports de réduction de vitesse entre, d'une part le gouvernail et le dispositif d'émission d'impulsion alimentant l'électro-moteur, et' d'autre part, entre l'électro-moteur et l'arbre des deux demi- bague s .
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, l'arbre portant les demi-bagues commande une aiguille indicatrice d'angle de rotation, qui constitue un répétiteur de l'angle de rotation effectivement parcouru par l'organe commandé.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, le poste émetteur comporte un dispositif permettant d'utiliser l'appareil de transmission sans faire usage du sys- terne d'asservissement, pour la commande directe du gouvernail.
Dans ce but, l'alimentation, dans le sens voulu, des organes de contr8le du moteur d'entraînement est obtenue par un doigt de contact entraîné par la roue de commande par rapport à deux demi-bagues fixes, disposées de façon telle que, lorsque le doigt de contact est dans une position correspondant au zéro, celui-ci ne porte sur aucune d'elles, un inverseur permettant d'alimenter à volonté, soit le doigt de contact pour la commande asservie, soit le doigt de contact pour la commande directe.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, la commande à distance est établie de façon 4 produire la remise en coïncidence au zéro de la commande et du gouvernail, c'est-à-dire que, quel que soit le décalage ayant pu se produire incidemment entre le gouvernail et la roue de commande, lorsque celle-ci est revenue à la position zéro, un dispositif assure la
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remise du gouvernail au zéro.
Ce dispositif comporte essentiellement un contact supplé- mentaire, solidaire du doigt de contact mobile de la commande asservie et qui, lorsque la roue de commande ainsi que les bagues entraînées par l'électro-moteur à impulsion sont revenues au zéro, ferme le circuit d'alimentation d'un contacteur, qui coupe l'ali- mentation des différents pôles de l'électro-moteur et rétablit l'alimentation dans le sens voulu des organes de commande du moteur de gouvernail, par l'intermédiaire d'un contact mobile entraîné par le gouvernail et qui se déplace devant dèux demi-bagues fixes, celles-ci étant disposées de façon telle que, lorsque le gouver- nail est au zéro, le contact mobile ne porte sur aucune de ces bagues, le moteur tournant alors dans le sens voulu jusqu'au retour au zéro du gouvernail.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif de l'invention, on a représenté schématiquement un système de télé-commande asservie pour gouvernail de navires selon l'invention.
Dans ce dessin, A désigne la roue de commande du poste émetteur qui, à l'aide d'un jeu de pignons 40,41, fait tourner un arbre tubulaire 18, sur lequel est fixé un plateau 24 portant un doigt de contact 1. Ce doigt de contact reçoit le courant de la ligne B par l'intermédiaire d'un fil 42, d'un inverseur 2 et d'une bague collectrice 3. Il transmet le courant à travers l'une des deux ctemi-bagues 4 ou 5 et par l'intermédiaire d'une bague collectrice 8 ou 9 et d'un fil 43 ou 44 aux contacteurs 16 de commahde du moteur 6, actionnant le gouvernail 7 par l'intermé- diaire de l'arbre 45 et du train réducteur 46-47.
L'arbre du moteur actionné par l'intermédiaire d'un train réducteur 48,49 un arbre 50 dont la rotation provoque celle d'une bague 10, qui permet l'alimentation deux à deux des pôles a b c d'un électro-moteur 11, par l'intermédiaire d'un fil 58, relié au fil 42, de branchements 58a, 58b, 58c, de fils 51, 52, 53 de frotteurs 12,13, 14, d'un fil de retour 59 avec bague collectrice 60, du contact 30 d'un contacteur 25 et d'un fil 61 aboutissant à la ligne D. L'électro-moteur 11, chaque fois qu'il est alimenté, tourne de 60 et provoque la rotation dans le sens voulu d'un arbre 54 relié par un train réducteur 55, 56 à un abre 15 portant les deux demi-bagues 4 et 5, et les bagues collectrices 8 et 9.
L'électro-moteur 11, recevant autant d'impulsions que le gouvernail 7 effectue de déplacements angulaires unitaires, déplacera les deux demi-bagues 4 et 5 dans un sens tel que la partie non conductrice comprise entre ces deux demi-bagues vien- dra au droit du doigt de contact 1 quand le gouvernail aura effec- tué le déplacement angulaire total commandé par l'organe émetteur.
Toutes les coupures. et les mises sous tension des appa- reils électriques ci-dessus décrits s'effectuent dans le cas consi- déré à l'aide de contacteurs électro-magnétiques qui se trouvent dans le coffret C, alimenté par la ligne B et la ligne de retour D.
L'indicateur d'angle de barre 17 est entraîné par l'ar- bre 18, tandis que le répétiteur d'angle 19 est entraîné par l'ar- bre 15, qui traverse l'arbre tubulaire 18,
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Pour obtenir la commande directe, il suffit de manoeuvrer l'inverseur 3 qui alimente alors un second doigt de contact 20 par l'intermédiaire d'une bague collectrice 21, entrainés tous deux par la roue de commande A. Le courant est envoyé dans le sens voulu au contacteur 16 de commande du moteur du gouvernail par l'intermédiaire des demi-bagues conductrices fixes 22 et 23.
Pour la mise en coïncidence au zéro de la roue de commande et duggouvernail, un contact supplémentaire 24, solidaire du doigt de contact 1, alimente le relais de contacteur-25 par l'intermé- diaire d'un frotteur 26, d'un frotteur 27, drun contact 28 entrai- né par l'arbre 5 et enfin d'une bague collectrice 29 et d'un fil - 57. On voit facilement qu'il est nécessaire que l'arbre 18 et l'arbre 15 soient tous les deux revenus dans la position "zéro" pour permettre l'alimentation du contacteur 25. Par son contact
30, celui-ci coupe l'alimentation de la bague 10 et de l'électro- moteur 11, par son contact 31, le fil 61 et la bague collectrice
33, alimente le frotteur 32, solidaire de l'arbre 7a du gouvernail
7 et se déplaçant devant deux demi-bagues fixes 34 et 35.
Ces deux demi-bagues fixes sont disposées de façon telle que lorsque le gouvernail 7 est en position "zéro", le frotteur 32 ne porte sur aucune d'elles. Si, lorsque les dispositifs émetteur' d'ordre et d'asservissement étant revenus au zéro, le gouvernail ne s'y trouve pas, le frotteur 32 par l'intermédiaire de l'une des deux demi-bagues 34 ou 35 réalimente le moteur 6 dans le sens voulu par les fils 43a, 44a, pour ramener le/gouvernail effective- ment à zéro.
Le retour automatique à zéro de la roue de commande s'effec- tue par un dispositif mécanique simple de rappel élastique, d'un type quelconque connu, qui n'est pas représenté sur le dessin annexé.
On voit que le nombre des fils de liaison allant de
1'émetteur au récepteur est réduit à 6 (fils 43, 44, 57, 51,52, 53).
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis ' qu'à titre d'exemple. -
REVENDICATIONS
1 ,- Dispositif de télécommande asservie pour gouvernail de navires, caractérisé en ce qu'il comprend au poste émetteur un contact mobile tournant d'un angle proportionnel au déplace- ment désiré du gouvernail, devant deux demi-bagues conductrices, actionnées par le rotor d'un électro-motent, dont les inducteurs sont alimentés par paires et suivant une permutation circulaire au moyen d'un contact mobile entraîné par le gouvernail, la dis- position étant telle que chaque permutation de l'électro-moteur corresponde à un déplacement unitaire du gouvernail,
lequel déter- mine à son tour un déplacement angulaire des deux demi-bagues en sens inverse du doigt de contact, la rotation du gouvernail s'ar- rêtant dès que la somme des déplacements unitaires sus-indiqués a fait tourner les deux demi-bagues d'un angle.égal à ceui du doigt de contact. mais en sens inverse.
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Remote control rudder control.
The present invention relates to a servo-controlled electric remote control device applying to rudder controls and other steering apparatus for ships and its object is to achieve direct assault control, giving safety and precision. operating conditions, using only a small number of electrical conductors between the control station and the reception station.
The existing similar devices generally comprise a considerable number of links between the transmitting station and the receiving station, depending on the number of rudder positions, that is to say on the required precision. to carry out in the remote control. In other devices, the number of wires is smaller, but, on the other hand, these devices can only control the motors operating the controlled components by means of generator groups. specials.
Another object of the present invention is to provide a silent slaved remote control, insensitive to variations in the supply voltage, responding immediately to the orders given, capable of being produced with simple and robust components, applicable to any kind of power supply to the engine to be controlled, allowing, if necessary, a quick and easy switch from slaved control to direct control, constituting at the same time an indicator of the angular displacements of the rudder, ensuring the reset, coinciding with the zero of the transmitter and the rudder and automatically returning to zero as soon as it is left to itself.
The device according to the invention comprises at the transmitting station a movable contact rotating at an angle proportional to the desired displacement of the rudder, in front of two conducting half-rings, actuated by the rotor of an electro-motor, the inductors of which are supplied in pairs and in a circular permutation by means of a movable contact driven by the rudder, the arrangement being such
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that each permutation of the electro-motor corresponds to a unit displacement of the rudder, which in turn determines an angular displacement. of the two half-rings in the opposite direction to the contact finger, the rotation of the rudder stopping as soon as the sum of the unit displacements indicated above has caused the two half-rings to rotate by an angle equal to that of the contact finger, but in reverse.
In the zero position, the contact finger does not bear on any conducting half-ring and is / is equidistant from the two right and left half-rings. The fact that the contact finger comes to bear on one of them causes the motor to rotate in the corresponding direction. The rudder starts to move and drives a rotating contact which, for each unit angular rotation, of a well-determined value, feeds to the kings and by permutation will circulate, two of the poles of the impulse electric motor. Each changeover corresponds to a clearly defined position of the rotor of the electro-motor.
Thus, with a three-pole electro-motor powered two by two, each rotor equilibrium position is that for which the rotor is perpendicular to the unpowered pole, and each pulse turns the rotor by 80. This square angular displacement represents unit displacement of the rudder. This electro-motor drives by a suitable reduction the shaft of the two half-rings on which the contact finger described above bears, the assembly being made so that in its movement, the rudder causes the two half-rings to turn. rings in the opposite direction to the contact finger and of an angular value exactly equal to the angular displacement of said contact finger, this result being obtained by adding the unit angular pulses received by the electro-motor.
The supply current is then cut off, the rudder having described an angle of rotation equal to that commanded.
The predetermined value of the unit angular displacement defines the precision of the control, which can be as great as desired by a judicious choice of the speed reduction ratios between, on the one hand, the rudder and the transmission device. pulse supplying the electro-motor, and 'on the other hand, between the electro-motor and the shaft of the two half-rings.
According to another characteristic of the present invention, the shaft carrying the half-rings controls a needle indicating the angle of rotation, which constitutes a repeater of the angle of rotation actually traversed by the controlled member.
According to another characteristic of the present invention, the transmitter station comprises a device making it possible to use the transmission apparatus without making use of the servo system, for direct control of the rudder.
For this purpose, the supply, in the desired direction, of the control members of the drive motor is obtained by a contact finger driven by the control wheel with respect to two fixed half-rings, arranged such that, when the contact finger is in a position corresponding to zero, it does not bear on any of them, an inverter making it possible to supply at will either the contact finger for the slave control, or the contact finger for the direct order.
According to another feature of the present invention, the remote control is set so as to produce the resetting of the control and the rudder to zero, i.e., whatever offset may have occurred. incidentally between the rudder and the control wheel, when the latter has returned to the zero position, a device ensures the
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resetting the rudder to zero.
This device essentially comprises an additional contact, integral with the movable contact finger of the servo-controlled control and which, when the control wheel and the rings driven by the impulse electro-motor have returned to zero, closes the circuit d power supply to a contactor, which cuts off the power supply to the various poles of the electro-motor and restores power in the desired direction to the rudder motor control members, via a movable contact driven by the rudder and which moves in front of two fixed half-rings, the latter being arranged in such a way that, when the rudder is at zero, the movable contact does not bear on any of these rings, the engine then turning in the desired direction until the rudder returns to zero.
In the appended drawing, given solely by way of non-limiting example of the invention, there is schematically shown a servo-controlled remote control system for a ship's rudder according to the invention.
In this drawing, A designates the control wheel of the transmitter station which, using a set of pinions 40,41, turns a tubular shaft 18, on which is fixed a plate 24 carrying a contact finger 1. This contact finger receives the current from line B via a wire 42, an inverter 2 and a slip ring 3. It transmits the current through one of the two half-rings 4 or 5 and by means of a slip ring 8 or 9 and a wire 43 or 44 to the contactors 16 for controlling the motor 6, actuating the rudder 7 via the intermediary of the shaft 45 and the reduction gear 46-47.
The motor shaft actuated by means of a reduction train 48,49 a shaft 50 whose rotation causes that of a ring 10, which allows the two-by-two supply of the poles abc of an electro-motor 11 , by means of a wire 58, connected to wire 42, of connections 58a, 58b, 58c, of wires 51, 52, 53 of wipers 12,13, 14, of a return wire 59 with slip ring 60 , the contact 30 of a contactor 25 and a wire 61 ending in line D. The electro-motor 11, each time it is powered, turns 60 and causes the rotation in the desired direction of a shaft 54 connected by a reduction gear 55, 56 to a shaft 15 carrying the two half-rings 4 and 5, and the slip rings 8 and 9.
The electro-motor 11, receiving as many pulses as the rudder 7 performs unit angular displacements, will move the two half-rings 4 and 5 in a direction such that the non-conductive part between these two half-rings will come. to the right of the contact finger 1 when the rudder has performed the total angular displacement commanded by the transmitting member.
All cuts. and the electrical devices described above are switched on, in the case considered, using electromagnetic contactors located in the box C, supplied by line B and the return line. D.
The rudder angle indicator 17 is driven by the shaft 18, while the angle repeater 19 is driven by the shaft 15, which passes through the tubular shaft 18,
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To obtain direct control, it suffices to operate the reverser 3 which then supplies a second contact finger 20 via a slip ring 21, both driven by the control wheel A. The current is sent to the desired direction to the rudder motor control switch 16 via the fixed conductive half-rings 22 and 23.
For the zero coincidence of the control wheel and the rudder, an additional contact 24, integral with the contact finger 1, supplies the contactor relay-25 by the intermediary of a wiper 26, a wiper. 27, a contact 28 driven by the shaft 5 and finally a slip ring 29 and a wire - 57. It is easily seen that it is necessary that the shaft 18 and the shaft 15 are all the same. two returns to the "zero" position to allow power to contactor 25. By its contact
30, this cuts off the power to the ring 10 and to the electro-motor 11, by its contact 31, the wire 61 and the slip ring
33, feeds the slider 32, integral with the shaft 7a of the rudder
7 and moving in front of two fixed half-rings 34 and 35.
These two fixed half-rings are arranged such that when the rudder 7 is in the "zero" position, the slider 32 does not apply to any of them. If, when the transmitting devices' order and servo having returned to zero, the rudder is not there, the slider 32 by means of one of the two half-rings 34 or 35 re-energizes the engine 6 in the direction desired by the wires 43a, 44a, in order to bring the rudder effectively to zero.
The automatic return to zero of the control wheel is effected by a simple mechanical elastic return device, of any known type, which is not shown in the accompanying drawing.
We see that the number of connecting threads ranging from
The transmitter to the receiver is reduced to 6 (wires 43, 44, 57, 51,52, 53).
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have been chosen only by way of example. -
CLAIMS
1, - Slave remote control device for a ship's rudder, characterized in that it comprises at the transmitter station a movable contact rotating at an angle proportional to the desired displacement of the rudder, in front of two conducting half-rings, actuated by the rotor of an electro-motor, the inductors of which are supplied in pairs and following a circular permutation by means of a movable contact driven by the rudder, the arrangement being such that each permutation of the electro-motor corresponds to a displacement unitary rudder,
which in turn determines an angular displacement of the two half-rings in the opposite direction of the contact finger, the rotation of the rudder stopping as soon as the sum of the unit displacements indicated above has caused the two half-rings to rotate at an angle equal to that of the contact finger. but in reverse.