CN106275340A - 一种全回转推进器的转向机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全回转推进器的转向机构，属于推进器技术领域。所述转向机构包括动力单元、行星减速箱、回转支承，动力单元的输出端与行星减速箱的输入端传动连接，行星减速箱的输出端与回转支承传动连接，动力单元的输出端和行星减速箱的输入端之间设有扭力限制器和感应开关，扭力限制器分别与动力单元的输出端和行星减速箱的输入端传动连接，感应开关与动力单元电连接，当扭力限制器过载打滑时，动力单元与行星减速箱的传动连接断开，且感应开关输出电信号至动力单元，并控制动力单元减速。

Description

一种全回转推进器的转向机构

技术领域

本发明涉及推进器技术领域，特别涉及一种全回转推进器的转向机构。

背景技术

全回转推进器能够在360°范围内提供推进动力，取代了原有船舶中需要通过桨和舵来提供不同方向动力的推进方式，广泛应用于潜水作业供应船、石油钻井平台、补给船、油轮、滚装船、游轮及海洋科考船舶等。

全回转推进器通常包括推进装置和转向机构，推进装置安装在一个竖直设置旋转轴上，转向机构包括动力单元和若干连接轴，动力单元的输出端通过若干连接轴与竖直设置的旋转轴传动连接，通过动力单元来控制推进装置在旋转轴上360°范围内旋转。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

当船舶高速行驶时或者全回转推进器全速旋转时，如果受到外界作用力的强烈冲击，转向机构受到的外负载会突然增大，容易导致转向机构中的动力单元瞬间冲击过载而损坏。

发明内容

为了解决当船舶高速行驶时或者全回转推进器全速回转时，全回转推进器的转向机构因外界作用力的强烈冲击导致动力单元瞬间冲击过载而损坏的问题，本发明实施例提供了一种全回转推进器的转向机构。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种全回转推进器的转向机构，所述转向机构包括动力单元、行星减速箱、回转支承，所述动力单元的输出端与所述行星减速箱的输入端传动连接，所述行星减速箱的输出端与所述回转支承传动连接，

所述动力单元的输出端和所述行星减速箱的输入端之间设有扭力限制器和感应开关，

所述扭力限制器分别与所述动力单元的输出端和所述行星减速箱的输入端传动连接，

所述感应开关与所述动力单元电连接，当所述扭力限制器过载打滑时，所述动力单元与所述行星减速箱的传动连接断开，且所述感应开关输出电信号至所述动力单元，控制所述动力单元减速。

在本发明的一种可能的实现方式中，所述扭力限制器包括第一连接轴、第二连接轴、作用环，所述第一连接轴的上端与所述动力单元的输出端传动连接，所述第二连接轴的下端与所述行星减速箱的输入端传动连接，

所述作用环紧密套装在所述第一连接轴的中部，且所述作用环仅能相对于第一连接轴沿所述第一连接轴的轴向运动，所述作用环和所述第一连接轴同步转动，所述第二连接轴的上端可转动套装在所述第一连接轴的下端上，所述第二连接轴的上端面与所述作用环相抵，且所述第一连接轴和所述第二连接轴之间设有用于限制所述第二连接轴沿所述第一连接轴的轴向运动的定位结构，所述第一连接轴上设有用于将所述作用环压紧在所述第二连接轴上端端面上的弹性件，且所述作用环和所述第二连接轴的连接面上分别对应设有凹槽，对应的所述凹槽之间设有滚珠，

当所述扭力限制器正常工作时，所述滚珠分别位于所述第二连接轴和所述作用环的对应的所述凹槽内，所述第二连接轴和所述作用环之间不发生相对转动，所述第一连接轴和所述第二连接轴通过所述作用环传动连接；当所述扭力限制器过载时，所述作用环沿所述第一连接轴的轴向远离所述第二连接轴运动，所述滚珠从所述凹槽内脱出，所述作用环和所述第二连接轴发生相对转动，所述扭力限制器打滑，所述第一连接轴和所述第二连接轴之间的传动连接断开。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述第一连接轴和所述第二连接轴均为圆筒状结构，所述动力单元的输出端固定插装在所述第一连接轴上端，所述行星减速箱的输入端固定插装在所述第二连接轴下端。

在本发明的另一种可能的实现方式中，用于限制所述第二连接轴沿所述第一连接轴的轴向运动的所述定位结构包括：

在所述第二连接轴的上端的内壁上设有一环形凹槽，在所述第一连接轴的下端的外壁上对应所述环形凹槽设有相配合的环形凸起，所述环形凸起安装在所述环形凹槽内。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述弹性件为碟簧。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述动力单元和所述行星减速箱之间设有安装支架，所述感应开关固定在所述安装支架上。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述感应开关为接近开关，且所述接近开关的感应端朝向所述扭力限制器，所述接近开关的信号输出端与所述制动装置电连接。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述行星减速箱的输出端上设置有回转齿轮，所述回转支承上设有与所述回转齿轮相配合的齿面，所述行星减速箱通过所述回转齿轮与所述回转支承传动连接。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述动力单元包括变频电机，当所述扭力限制器过载打滑时，所述感应开关用于控制所述变频电机减速。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述动力单元包括制动装置，当所述扭力限制器过载打滑时，所述感应开关用于直接控制所述制动装置对所述动力单元进行减速。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在本发明中，通过在动力单元和行星减速箱之间设置扭力限制器，当转向机构过载时，扭力限制器打滑，从而减少动力单元的负载，起到保护动力单元的作用，且在动力单元和行星减速箱之间设置用于接收扭力限制器过载打滑信号的感应开关，当扭力限制器过载打滑时，感应开关控制安装在动力单元进行减速，从而是转向机构不会因外界作用力的强烈冲击导致动力单元瞬间冲击过载而损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的全回转推进器转向机构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的扭力限制器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第二连接轴的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的全回转推进器转向机构的结构示意图，参见图1，所述转向机构包括动力单元1、扭力限制器2、行星减速箱3、回转支承4，动力单元1的输出端和行星减速箱3的输入端分别连接在扭力限制器2上，且动力单元1的输出端和行星减速箱3的输入端通过扭力限制器2传动连接，行星减速箱3的输出端与回转支承4传动连接。

如图1所示，行星减速箱3的输出端设有回转齿轮6，回转支承4的回转圈上设有与回转齿轮6相配合的齿面，行星减速箱3通过回转齿轮6与回转支承4的回转圈传动连接，全回转推进器的推进装置安装在回转支承4的回转圈上，通过动力单元1驱动行星减速箱3，从而带动回转支承4的回转圈旋转，从而带动安装在回转支承4的回转圈上的推进装置在360°范围内转动，实现推进器的360°全回转。

在本实施例中，动力单元1的输出端和行星减速箱3的输入端之间还设有扭力限制器2和感应开关5，扭力限制器2分别与动力单元1的输出端和行星减速箱3的输入端传动连接，感应开关5与动力单元1电连接，当扭力限制器2过载打滑时，动力单元1和行星减速箱3的传动连接断开，感应开关5输出电信号至动力单元，并控制动力单元1减速。

具体地，在本实施例中，动力单元1和行星减速箱3之间设有安装支架7，感应开关5固定连接在安装支架8上，用于监测扭力限制器2的工作状态。

在本实施例中，感应开关5可以选用接近开关，接近开关的感应端朝向扭力限制器2，用于监测扭力限制器2的工作状态，当扭力限制器2过载打滑时，接近开关产生电信号，接近开关的信号输出端与制动装置电连接，因此接近开关将产生的电信号传递至制动装置，使制动装置控制动力单元1进行减速。

在本实施例中，动力单元1可以是变频电机，感应开关5可以与变频电机的控制系统电连接，当扭力限制器2过载打滑时，感应开关5可以直接控制变频电机的控制系统变频电机减速。且相比于使用液压马达作为动力单元内，通过调节液体的流量来调节马达的转速，在本实施例中，通过调节变频电机的转速来调节全回转推进器的转向速度更加精确，且稳定性更好。

在本实施例中，动力单元1内还可以设有制动装置，当扭力限制器2过载打滑时，感应开关5还用于直接控制制动装置对动力单元1进行减速。

图2是本发明实施例提供的扭力限制器的结构示意图，扭力限制器包括第一连接轴201、第二连接轴202、作用环203，第一连接轴201的上端用于与动力单元1的输出端传动连接，第二连接轴202的下端用于与行星减速箱3的输入端传动连接，且动力单元1的输出端和行星减速箱3的输入端通过第一连接轴201和第二连接轴202传动连接。在本实施例中，第一连接轴201和第二连接轴202均为圆筒状结构，且动力单元1的输出端固定插装在第一连接轴201的上端，行星减速箱3的输入端固定插装在第二连接轴202的下端。

图3是本发明实施例提供的第二连接轴的结构示意图，参见图3，第二连接轴202包括从下往上顺序连接的传动件2021、连接件2022、限位件2023，且传动件2021、连接件2022、限位件2023依次通过螺栓相连，传动件2021、连接件2022、限位件2023均为环状且同轴设置，限位件2023安装在连接件2022上之后，在第二连接轴202的上端的内壁上形成了一个环形凹槽202b。

结合图2和图3，作用环203紧密套装在第一连接轴201的中部，且作用环203仅能相对于第一连接轴201沿第一连接轴201的轴向运动，作用环203和第一连接轴哦201同步转动，不能在第一连接轴201上转动，第二连接轴202的限位件2023可转动地套装在第一连接轴201的下端，且第二连接轴202的连接件2022与第一连接轴201的下端相抵，第二连接轴202的限位件2023的上端面与作用环203的下端面相抵，第一连接轴201的下端还设有环形凸起201a，且环形凸起201a与环形凹槽202b相配合，使第二连接轴202不能沿第一连接轴201的轴向运动，仅能在第一连接轴201上转动。

第一连接轴201上还设有用于将作用环203压紧在第二连接轴202上的弹性件204，弹性件204既可以在扭力限制器2正常工作时，将作用环203压紧在第二连接轴202上，也可以在扭力限制器2过载时，继续被压缩，使作用环203远离第二连接轴202运动，在本实施例中，弹性件204可以为碟簧，使用碟簧可以使施加在作用环203上的压力比较均匀。作用环203和第二连接轴202的连接面上分别对应设有若干第一凹槽203a和若干第二凹槽202a，对应设置的每对第一凹槽203a和第二凹槽202a之间均设有一个滚珠205，当扭力限制器2正常工作时，滚珠205位于对应设置第一凹槽203a和第二凹槽202a内，第二连接轴202和作用环203之间不发生相对转动，第一连接轴201和第二连接轴202通过作用环203传动连接，当扭力限制器2过载时，滚珠205从对应设置的凹槽内脱出，具体地，可以将滚珠205固定在第一凹槽203a内，当扭力限制器2过载时，作用环203压缩弹性件204，沿第一连接轴201的轴向向远离第二连接轴202的方向运动，滚珠205从第二凹槽202a内脱出，第一连接轴201和第二连接轴202发生相对转动，扭力限制器2打滑，第一连接轴201和第二连接轴202之间的传动连接断开。

在本实施例中，感应开关5为接近开关，可以通过感应作用环的位移来监测扭力限制器2是否打滑，具体地，感应开关5的感应端产生感应磁场，将感应磁场朝向扭力限制器2的作用环203的位置，采用金属制成的作用环203，或在作用环203上设置金属感应件，当作用环203在磁场中运动时，感应开关5产生感应信号。

在本发明中，通过在动力单元和行星减速箱之间设置扭力限制器，当转向机构过载时，扭力限制器打滑，从而减少动力单元的负载，起到保护动力单元的作用，且在动力单元和行星减速箱之间设置用于接收扭力限制器过载打滑信号的感应开关，当扭力限制器过载打滑时，感应开关控制安装在动力单元上的制动装置对动力单元进行制动减速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全回转推进器的转向机构，所述转向机构包括动力单元、行星减速箱、回转支承，所述动力单元的输出端与所述行星减速箱的输入端传动连接，所述行星减速箱的输出端与所述回转支承传动连接，其特征在于，

所述动力单元的输出端和所述行星减速箱的输入端之间设有扭力限制器和感应开关，

所述扭力限制器分别与所述动力单元的输出端和所述行星减速箱的输入端传动连接，

所述感应开关与所述动力单元电连接，当所述扭力限制器过载打滑时，所述动力单元与所述行星减速箱的传动连接断开，且所述感应开关输出电信号至所述动力单元，控制所述动力单元减速。

2.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述扭力限制器包括第一连接轴、第二连接轴、作用环，所述第一连接轴的上端与所述动力单元的输出端传动连接，所述第二连接轴的下端与所述行星减速箱的输入端传动连接，

所述作用环套装在所述第一连接轴的中部，且所述作用环仅能相对于第一连接轴沿所述第一连接轴的轴向运动，所述作用环和所述第一连接轴同步转动，所述第二连接轴的上端可转动套装在所述第一连接轴的下端上，所述第二连接轴的上端面与所述作用环的下端面相抵，且所述第一连接轴和所述第二连接轴之间设有用于限制所述第二连接轴沿所述第一连接轴的轴向运动的定位结构，所述第一连接轴上设有用于将所述作用环压紧在所述第二连接轴上端端面上的弹性件，且所述作用环和所述第二连接轴的连接面上分别对应设有凹槽，对应的所述凹槽之间设有滚珠，

当所述扭力限制器正常工作时，所述滚珠分别位于所述第二连接轴和所述作用环的对应的所述凹槽内，所述第二连接轴和所述作用环之间不发生相对转动，所述第一连接轴和所述第二连接轴通过所述作用环传动连接；当所述扭力限制器过载时，所述作用环沿所述第一连接轴的轴向远离所述第二连接轴运动，所述滚珠从所述凹槽内脱出，所述作用环和所述第二连接轴发生相对转动，所述扭力限制器打滑，所述第一连接轴和所述第二连接轴之间的传动连接断开。

3.根据权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述第一连接轴和所述第二连接轴均为圆筒状结构，所述动力单元的输出端固定插装在所述第一连接轴上端，所述行星减速箱的输入端固定插装在所述第二连接轴下端。

4.根据权利要求3所述的转向机构，其特征在于，用于限制所述第二连接轴沿所述第一连接轴的轴向运动的所述定位结构包括：

在所述第二连接轴的上端的内壁上设有一环形凹槽，在所述第一连接轴的下端的外壁上对应所述环形凹槽设有相配合的环形凸起，所述环形凸起安装在所述环形凹槽内。

5.根据权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述弹性件为碟簧。

6.根据权利要求1-5任一项所述的转向机构，其特征在于，所述动力单元和所述行星减速箱之间设有安装支架，所述感应开关固定在所述安装支架上。

7.根据权利要求1-5任一项所述的转向机构，其特征在于，所述感应开关为接近开关，且所述接近开关的感应端朝向所述扭力限制器，所述接近开关的信号输出端与所述制动装置电连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的转向机构，其特征在于，所述行星减速箱的输出端上设置有回转齿轮，所述回转支承上设有与所述回转齿轮相配合的齿面，所述行星减速箱通过所述回转齿轮与所述回转支承传动连接。

9.根据权利要求1-5任一项所述的转向机构，其特征在于，所述动力单元包括变频电机，当所述扭力限制器过载打滑时，所述感应开关用于控制所述变频电机减速。

10.根据权利要求1-5任一项所述的转向机构，其特征在于，所述动力单元包括制动装置，当所述扭力限制器过载打滑时，所述感应开关用于直接控制所述制动装置对所述动力单元进行减速。