CN107965494A - 一种转叶式舵机故障检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转叶式舵机故障检测装置及方法，属于船用机械设备领域。该检测装置包括：检测模块，用于检测多种参数，多种参数包括液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力；逻辑模块，用于根据多种参数对转叶式舵机进行故障检测，当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断液压泵存在故障，当液压泵未故障，且转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，判断转舵机构的液压管路或阀件存在故障。判断方式简单，可以便于工作人员快速确定转叶式舵机中发生故障的部位，便于检修。

Description

一种转叶式舵机故障检测装置及方法

技术领域

本发明涉及船用机械设备领域，特别涉及一种转叶式舵机故障检测装置及方法。

背景技术

舵机是船只进行转向不可缺少的设备，常见的舵机有转叶式舵机和往复柱塞式舵机。由于转叶式舵机占用的空间更小，相比于往复柱塞式舵机更有优势。

转叶式舵机主要包括转舵机构、转舵机构和液压系统。液压系统包括油箱、液压泵、管路以及驱动液压泵的电机，液压系统可以向转舵机构提供液压油，从而由转舵机构驱动转舵机构转动，进行转舵。

转叶式舵机结构比较复杂，难以对转叶式舵机各结构进行故障排出，目前对转叶式舵机进行故障排出都需要专业的服务工程师登船进行，售后服务成本很高

发明内容

为了解决目前难以对转叶式舵机各结构进行故障排出的问题，本发明实施例提供了一种转叶式舵机故障检测装置及方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种转叶式舵机故障检测装置，所述检测装置包括：

检测模块，用于检测多种参数，所述多种参数包括液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力；

逻辑模块，用于根据所述多种参数对转叶式舵机进行故障检测，

当所述液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断所述液压泵存在故障，

当所述液压泵未故障，且所述转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，判断所述转舵机构的液压管路或阀件存在故障。

优选地，所述多种参数还包括液压油的清洁度、电机的实时电流、转舵机构的振动参数、油箱的油量、电机的噪声、转舵机构的噪声和液压泵的噪声中的至少一种。

进一步地，所述逻辑模块还用于当所述液压油的清洁度低于清洁度设定值时，判断所述液压泵磨损；

当所述液压泵的噪声大于液压泵噪声设定值时，判断所述液压泵存在故障。

进一步地，所述逻辑模块还用于当所述电机的实时电流超过电机电流设定值时，判断所述电机存在故障；

当所述电机的噪声大于电机噪声设定值时，判断所述电机存在故障。

优选地，所述逻辑模块还用于根据所述转舵机构的振动参数判断所述转舵机构是否磨损或形变，其中，所述振动参数包括振幅、频率中的至少一种。

优选地，所述逻辑模块还用于当所述油箱的油量低于油量设定值时，判断液压系统存在泄漏。

可选地，所述逻辑模块还用于当所述转舵机构的噪声大于转舵机构噪声设定值时，判断所述转舵机构存在故障。

另一方面，本发明实施例还提供了一种转叶式舵机故障检测方法，所述方法包括：

检测多种参数，其中，所述多种参数包括液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力；

根据所述多种参数对转叶式舵机进行故障检测，当所述液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断所述液压泵存在故障，

当所述液压泵未故障，且所述转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，判断所述转舵机构的液压管路或阀件存在故障。

进一步地，所述检测多种参数，还包括：

检测液压油的清洁度、电机的实时电流、转舵机构的振动参数、油箱的油量、电机的噪声、转舵机构的噪声和液压泵的噪声中的至少一种。

可选地，所述根据所述多种参数对转叶式舵机进行故障检测，还包括：

当所述液压油的清洁度低于清洁度设定值时，判断所述液压泵磨损；

当所述液压泵的噪声大于液压泵噪声设定值时，判断所述液压泵存在故障；

当所述电机的实时电流超过电机电流设定值时，判断所述电机存在故障；

当所述电机的噪声大于电机噪声设定值时，判断所述电机存在故障；

当所述油箱的油量低于油量设定值时，判断液压系统存在泄漏；

当所述转舵机构的噪声大于转舵机构噪声设定值时，判断所述转舵机构存在故障；

根据所述转舵机构的振动参数判断所述转舵机构是否磨损或形变，其中，所述振动参数包括振幅、频率中的至少一种。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过检测转叶式舵机的多种参数，其中多种参数包括液压泵的出油口的实时压力和转舵机构中的实时压力，从而根据多种参数对转叶式舵机进行故障检测，当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，可以判断液压泵存在故障，当液压泵未故障，且转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，可以判断转舵机构的液压管路或阀件存在故障。判断方式简单，可以便于工作人员快速确定转叶式舵机中发生故障的部位，便于检修。

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些实施例，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是一种现有的转叶式舵机的转舵机构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种转叶式舵机故障检测装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种转叶式舵机故障检测装置的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种转叶式舵机故障检测方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的另一种转叶式舵机故障检测方法的流程图。

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。

为了更好的理解本发明，以下对转叶式舵机的转舵机构进行简单的说明。

图1是一种现有的转叶式舵机的转舵机构的结构示意图，如图1所示，转叶式舵机的转舵机构包括舵机缸体110和转子120，舵机缸体110内具有一个转子腔110a，转子120设置在转子腔110a内，转子120上设置有多个沿径向延伸的转叶121，转子120与舵杆连接，转舵机构在工作时，转子腔110a内通有液压油。

图2是本发明实施例提供的一种转叶式舵机故障检测装置的示意图，如图2所示，该检测装置包括检测模块10和逻辑模块20。

其中，检测模块10用于检测多种参数，多种参数包括液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力。

逻辑模块20用于根据多种参数对转叶式舵机进行故障检测。

具体地，当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断液压泵存在故障。

当液压泵未故障，且转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，判断转舵机构的液压管路或阀件存在故障。

检测模块10可以与逻辑模块20电连接，转舵机构中的实时压力指的是转子腔110a内的压力。

本发明实施例通过检测转叶式舵机的多种参数，其中多种参数包括液压泵的出油口的实时压力和转舵机构中的实时压力，从而根据多种参数对转叶式舵机进行故障检测，当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，可以判断液压泵存在故障，当液压泵未故障，且转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，可以判断转舵机构的液压管路或阀件存在故障。判断方式简单，可以便于工作人员快速确定转叶式舵机中发生故障的部位，便于检修。

图3是本发明实施例提供的另一种转叶式舵机故障检测装置的示意图，如图3所示，检测模块10可以包括第一压力传感器11和第二压力传感器17，其中第一压力传感器11用于检测液压泵的出油口的实时压力，第二压力传感器17用于检测转舵机构中的实时压力。

优选地，多种参数还可以包括液压油的清洁度、电机的实时电流、转舵机构的振动参数、油箱的油量、电机的噪声、转舵机构的噪声和液压泵的噪声中的至少一种。通过对其他的参数也进行检测，可以提高更加准确的判断出转叶式舵机的故障。

需要说明的是，本发明中所提及的电机如无特殊说明，均指的是用以驱动液压泵工作的电机。

实现时，检测模块10还可以包括油液清洁度检测传感器12、电流互感器16、振动测量传感器13、噪声测量传感器14、液位传感器15。

具体地，逻辑模块20还可以用于当液压油的清洁度低于清洁度设定值时，判断液压泵磨损。当液压泵的噪声大于液压泵噪声设定值时，判断液压泵存在故障。其中，清洁度设定值可以通过油液清洁度检测传感器12进行检测，液压泵的噪声可以通过噪声测量传感器14进行检测。由于液压油中会积累杂质，而杂质会影响液压系统的正常工作，尤其是容易造成液压泵的磨损，若液压油中杂质过多，杂质的尺寸过大，液压泵在长时间运转后很容易出现损坏，因此当检测到液压油的清洁度低于清洁度设定值时，判断液压泵磨损，从而立刻停止液压泵的运转，对液压泵进行检修，并对液压油进行更换，确保转叶式舵机的正常工作。同时液压泵的噪声也可以反映出液压泵的工作情况，若液压泵工作时噪声过大，超过了液压泵噪声设定值，则可能表明液压泵出现了故障，例如液压泵上的零件松动，或是液压泵的安装出现松动等情况。

此外，逻辑模块20还可以用于当电机的实时电流超过电机电流设定值时，判断电机存在故障。当电机的噪声大于电机噪声设定值时，也判断电机存在故障。其中，电机的实时电流可以通过前述的电流互感器16进行检测，电机的噪声可以通过前述的噪声测量传感器14进行检测。转叶式舵机的液压泵通过电机驱动，在电机正常工作时，电机的电流基本维持恒定，若电机的电流值过大，超过了电机电流设定值，则表明电机有可能出现了故障，应该及时对电机进行检修，避免电机烧毁。同时电机的噪声也可以反映出电机的工作情况，若电机工作时噪声过大，超过了电机噪声设定值，则可能表明电机出现了故障，例如电机的零件松动等情况。

需要说明的是，由于电机在启动时，电流通常会较大，不具有参考性，因此在电机刚刚启动后的1～3秒内可以不比较电机的电流和电机电流设定值的大小。

逻辑模块20还可以用于当转舵机构的噪声大于转舵机构噪声设定值时，判断转舵机构存在故障。转舵机构的噪声也可以通过噪声测量传感器14进行检测。转舵机构工作的过程中会发出一定的声音，若出现噪声过大，超过转舵机构噪声设定值的情况，则表明转舵机构可能出现了故障，例如零件松动等。

优选地，逻辑模块20还可以用于根据转舵机构的振动参数判断转舵机构是否磨损或形变，其中，振动参数可以包括振幅、频率中的至少一种。实现时振动参数可以通过振动测量传感器13进行检测。转叶式舵机在工作时，各个部分都会有一定的震动，而震动的幅度和频率发生变化则表示相应的结构发生了磨损或是形变。转舵机构的震动参数发生变化，则表明转舵机构有可能出现了磨损或形变，应该及时进行检修，避免造成更严重的损坏。

此外，逻辑模块20还可以用于当油箱的油量低于油量设定值时，判断液压系统存在泄漏。其中油箱的油量可以通过液位传感器15进行检测。油箱为液压系统提供液压油，若检测到油箱内的油量过少，低于油量设定值。则表明液压系统可能存在泄漏的情况。

优选地，该检测装置还可以包括预警模块30。预警模块30用于在转叶式舵机出现故障时候，发出提示信息。

具体地，预警模块30可以包括指示灯、嗡鸣器等。

进一步地，该检测装置还可以包括显示设备40，显示设备40可以用于显示检测模块检测的多种参数的数值，还可以用于显示相应的故障信息，例如显示设备40上可以显示出液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力，当液压泵的出油口的实时压力低于出油口压力设定值时，显示设备40上可以显示“液压泵故障”的信息。

可选地，逻辑模块20可以是PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。

实现时，出油口压力设定值、转舵机构压力设定值、清洁度设定值、液压泵噪声设定值、电机电流设定值、电机噪声设定值、油量设定值、转舵机构噪声设定值都可以通过试验进行采集，控制转叶式舵机正常工作，通过检测模块采集各参数的数值并保存。

图4是本发明实施例提供的一种转叶式舵机故障检测方法的流程图，如图4所示，该检测方法包括：

S11：检测多种参数。

其中，多种参数包括液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力。

步骤S11可以由前述的检测模块执行。

S12：根据多种参数对转叶式舵机进行故障检测。

当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断液压泵存在故障。

当液压泵未故障，且转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，判断转舵机构的液压管路或阀件存在故障。

步骤S12可以由前述的逻辑模块执行。

本发明实施例通过检测转叶式舵机的多种参数，其中多种参数包括液压泵的出油口的实时压力和转舵机构中的实时压力，从而根据多种参数对转叶式舵机进行故障检测，当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，可以判断液压泵存在故障，当液压泵未故障，且转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，可以判断转舵机构的液压管路或阀件存在故障。判断方式简单，可以便于工作人员快速确定转叶式舵机中发生故障的部位，便于检修。

图5是本发明实施例提供的另一种转叶式舵机故障检测方法的流程图，如图5所示，该检测方法包括：

S21：运行启动器。

若启动器正常运行，则执行步骤S22，否则判断启动器或电源故障。

S22：检测液压泵的出油口的实时压力。

当液压泵的出油口的实时压力不小于出油口压力设定值时，执行步骤S23。

当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，则判断液压泵存在故障。

S23：检测操舵指令。

若操舵指令正常，则执行步骤S24，若操舵指令异常，则判断操舵指令的传输线路故障。

具体地，当通过舵机的操作系统发出转舵指令时，若舵机无动作，或是没有发出转舵指令，但舵机发生动作，则可以认为操作指令异常。

S24：检测转舵机构中的实时压力。

当转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值时，则判断转舵机构出现故障。

若转舵机构中的实时压力不小于转舵机构压力设定值时，但转叶式舵机仍然无法正常工作，则可以判断转舵机构出现故障。

需要说明的是，在具体执行时，只要检测出转叶式舵机出现故障，应中断检测过程，并立即关闭转叶式舵机，使转叶式舵机停止转舵，避免出现进一步的损坏。

此外，该检测方法还可以包括：

检测液压油的清洁度、电机的实时电流、转舵机构的振动参数、油箱的油量、电机的噪声、转舵机构的噪声和液压泵的噪声中的至少一种。

实现时可以由前述的检测模块执行。

当液压油的清洁度低于清洁度设定值时，判断液压泵磨损。

当液压泵的噪声大于液压泵噪声设定值时，判断液压泵存在故障。

当电机的实时电流超过电机电流设定值时，判断电机存在故障。

当电机的噪声大于电机噪声设定值时，判断电机存在故障。

当油箱的油量低于油量设定值时，判断液压系统存在泄漏。

当转舵机构的噪声大于转舵机构噪声设定值时，判断转舵机构存在故障。

根据转舵机构的振动参数判断转舵机构是否磨损或形变，其中，振动参数包括振幅、频率中的至少一种。

在检测转叶式舵机出现故障时，还可以发出提示信息，以提示工作人员及时进行检修。该提示信息可以由前述的预警模块发出。

此外，还可以直接通过显示设备显示出具体发生故障的结构，例如当液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断为液压泵损坏，显示设备上可以显示“液压泵故障”的信息，以更加直观的告知工作人员故障发生的位置。

需要说明的是：上述实施例提供的转叶式舵机故障检测装置在进行故障检测时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的转叶式舵机故障检测装置与转叶式舵机故障检测方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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)

1.一种转叶式舵机故障检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

检测模块，用于检测多种参数，所述多种参数包括液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力；

逻辑模块，用于根据所述多种参数对转叶式舵机进行故障检测，

当所述液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断所述液压泵存在故障，

当所述液压泵未故障，且所述转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，判断所述转舵机构的液压管路或阀件存在故障。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述多种参数还包括液压油的清洁度、电机的实时电流、转舵机构的振动参数、油箱的油量、电机的噪声、转舵机构的噪声和液压泵的噪声中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述逻辑模块还用于当所述液压油的清洁度低于清洁度设定值时，判断所述液压泵磨损；

当所述液压泵的噪声大于液压泵噪声设定值时，判断所述液压泵存在故障。

4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述逻辑模块还用于当所述电机的实时电流超过电机电流设定值时，判断所述电机存在故障；

当所述电机的噪声大于电机噪声设定值时，判断所述电机存在故障。

5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述逻辑模块还用于根据所述转舵机构的振动参数判断所述转舵机构是否磨损或形变，其中，所述振动参数包括振幅、频率中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述逻辑模块还用于当所述油箱的油量低于油量设定值时，判断液压系统存在泄漏。

7.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述逻辑模块还用于当所述转舵机构的噪声大于转舵机构噪声设定值时，判断所述转舵机构存在故障。

8.一种转叶式舵机故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：

检测多种参数，其中，所述多种参数包括液压泵的出油口的实时压力、转舵机构中的实时压力；

根据所述多种参数对转叶式舵机进行故障检测，当所述液压泵的出油口的实时压力小于出油口压力设定值时，判断所述液压泵存在故障，

当所述液压泵未故障，且所述转舵机构中的实时压力小于转舵机构压力设定值，判断所述转舵机构的液压管路或阀件存在故障。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述检测多种参数，还包括：

检测液压油的清洁度、电机的实时电流、转舵机构的振动参数、油箱的油量、电机的噪声、转舵机构的噪声和液压泵的噪声中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述多种参数对转叶式舵机进行故障检测，还包括：

当所述液压油的清洁度低于清洁度设定值时，判断所述液压泵磨损；

当所述液压泵的噪声大于液压泵噪声设定值时，判断所述液压泵存在故障；

当所述电机的实时电流超过电机电流设定值时，判断所述电机存在故障；

当所述电机的噪声大于电机噪声设定值时，判断所述电机存在故障；

当所述油箱的油量低于油量设定值时，判断液压系统存在泄漏；

当所述转舵机构的噪声大于转舵机构噪声设定值时，判断所述转舵机构存在故障；

根据所述转舵机构的振动参数判断所述转舵机构是否磨损或形变，其中，所述振动参数包括振幅、频率中的至少一种。