CN111038663A - 一种船舶舵机备用液压提供装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种船舶舵机备用液压提供装置及其方法。该装置包括：液压系统失能检测模块，用于实时检测舵机泵组产生的液压压力参数；液压压力判断模块，用于接收液压压力参数，并判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；舵机液压换能阀门控制模块，用于控制舵机液压换能阀门打开；涡轮控制模块，用于当接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。本发明能够保证在船舶双泵组失效的情况下依然可以操作舵机，大大提高了系统冗余度，极大地确保了航行舵机的可靠性和安全性。

Description

一种船舶舵机备用液压提供装置及其方法

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶舵机备用液压提供装置及其方法。

背景技术

传统船用自动舵的舵机系统均配备有电力驱动液压机，以生成能够驱动舵叶的液压，船舶舵机作为控制船舶航行的关键设备，其可靠性、安全性将直接影响航行安全。船用液压舵机，一般包括泵组、转舵机构、液压缸、油箱以及连接管路。泵组为船用液压舵机提供液压动力，转舵机构为执行机构，它把泵组提供的液压能通过液压缸转换为转动舵叶的机械能。油缸用来存储液压油。连接管路把以上几部分连接起来。

船舶航行时，一旦出现液压机损坏或者舵机电力故障等情况，船舶将无法打舵，极为危险。为确保航行安全，主操舵装置必须有两套以上动力设备，当其中之一失效时，另一套可迅速投入工作。因此，船舶一般都为双系统备份，尤其是大型远洋船舶，一般为两套舵机系统进行交替工作，但是，船舶虽然拥有两套独立的舵机系统，但也无法绝对保证两台舵机不会同时出现故障，如泵组电力失能，即使泵组本身无问题，但由于其他外界因素也可能会引起舵机液压系统失效。而目前的船舶舵机设计无法满足在液压泵组损坏或液压机失能的情况下继续打舵的需求。

因此，急需一种船舶舵机备用液压提供装置及其方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种船舶舵机备用液压提供装置及其方法，以便于解决船舶在液压泵组损坏或液压机失能的情况下无法打舵，影响航行的问题。

本发明的一个方面，提供了一种船舶舵机备用液压提供装置，包括：

液压系统失能检测模块，用于实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并发送至液压压力判断模块；

液压压力判断模块，用于接收液压压力参数，并判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；

舵机液压换能阀门控制模块，用于当接收到液压压力判断结果时，控制舵机液压换能阀门打开；

涡轮控制模块，用于当接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。

进一步地，液压压力判断模块还用于将液压压力判断结果发送至终端。

进一步地，液压压力判断模块将液压压力判断结果无线发送至终端。

进一步地，液压压力判断模块通过3G方式或者4G方式或者WIFI方式中的任一方式将液压压力判断结果无线发送至终端。

进一步地，液压压力判断模块还用于将液压压力判断结果发送至液压压力判断结果数据库。

进一步地，备用涡轮安装在船舶底部。

进一步地，备用涡轮为重力下放式反冲压涡轮。

进一步地，液压系统失能检测模块与原泵组液压缸相连。

本发明的第二个方面，提供了一种基于如上述中所述装置实现的船舶舵机备用液压提供方法，包括以下步骤：

液压系统失能检测模块实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并发送至液压压力判断模块；

液压压力判断模块接收液压压力参数，并判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；

舵机液压换能阀门控制模块当接收到液压压力判断结果时，控制舵机液压换能阀门打开；

涡轮控制模块当接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。

进一步地，上述方法还包括步骤：将液压压力判断结果发送至终端。

本发明提供的船舶舵机备用液压提供装置及其方法，与现有技术相比具有以下进步：

本发明通过使用液压系统失能检测模块实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并实时判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则说明舵机泵组产生的液压压力不足以驱动船舶的舵叶，此时，利用涡轮控制模块控制舵机液压换能阀门打开，从舵机自身泵组切换到备用涡轮，备用涡轮自然重力下放水中，水流推动涡轮转动，产生液压源推动液压缸，保证在船舶双泵组失效的情况下依然可以操作舵机，大大提高了系统冗余度，极大地确保了航行舵机的可靠性和安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例中一种船舶舵机备用液压提供装置的器件连接框图；

图2为本发明实施例中一种船舶舵机备用液压提供方法的步骤图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明实施例提供了一种船舶舵机备用液压提供装置及其方法。

图1示意性示出了本实施例中一种船舶舵机备用液压提供装置的器件连接框图。参照图1，本实施例的船舶舵机备用液压提供装置，包括：

液压系统失能检测模块，用于实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并发送至液压压力判断模块；液压系统失能检测模块与原泵组液压缸相连，便于检测舵机泵组产生的液压压力参数。

液压压力判断模块，用于接收液压压力参数，并判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；

舵机液压换能阀门控制模块，用于当接收到液压压力判断结果时，控制舵机液压换能阀门打开；

涡轮控制模块，用于当接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。实现仅利用船舶自身航行时的能量，在无电力供应的情况下，依然能够获取液压能，保证船舶的继续航行，提高安全性和可靠性。

其中，液压系统失能检测模块、舵机液压换能阀门控制模块、涡轮控制模块均与液压压力判断模块电连接，舵机液压换能阀门控制模块与舵机液压换能阀门电连接，涡轮控制模块与备用涡轮电连接。

本实施例的船舶舵机备用液压提供装置，通过使用液压系统失能检测模块实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并实时判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则说明舵机泵组产生的液压压力不足以驱动船舶的舵叶，此时，利用涡轮控制模块控制舵机液压换能阀门打开，从舵机自身泵组切换到备用涡轮，备用涡轮自然重力下放水中，水流推动涡轮转动，产生液压源推动液压缸，保证在船舶双泵组失效的情况下依然可以操作舵机，大大提高了系统冗余度，极大地确保了航行舵机的可靠性和安全性。

如图1，具体实施时，液压压力判断模块还用于将液压压力判断结果发送至终端。液压压力判断模块与一个或者多个终端无线电连接。该终端可以是船上人员的手持终端，如手机，平板电脑、移动电脑等，也可以是安装在船舶主控制室的电子屏幕或者是电脑屏幕等，以便于船舶上的人员能够及时查收液压压力判断结果，并及时的处理动力设备故障，有利于提高船舶航行及船舶上人员的安全。具体实施时，液压压力判断模块可以通过3G或者4G或者WIFI等无线方式将液压压力判断结果发送至终端。这些无线发送方式的技术发展比较成熟，实现和维护比较简单，成本较低，有利于降低装置的成本和实现难度。当然，本领域的技术人员应该明白，以上方式仅限于说明本发明的目的，其他可以实现上述目的的方式也在本发明的保护范围之内。

如图1，具体实施时，液压压力判断模块还用于将液压压力判断结果发送至液压压力判断结果数据库。利用液压压力判断结果数据库存储和更新液压压力判断结果，有利于后续统计分析船舶动力设备出现的故障，也有利于改进相关设备。具体实施时，液压压力判断模块可以通过无线或者有线的方式将液压压力判断结果发送至液压压力判断结果数据库。无线方式可以是3G或者4G或者WIFI等方式，节约空间，减少占地面积，传输速率较快，使用更加方便；使用有线的方式能够提高安全性，避免由于网络不稳定而影响发送效果。具体使用时，可以根据实际需求进行选择。本实施例仅作为举例说明，并不用来限制本发明的保护范围。

具体实施时，备用涡轮安装在船舶底部。当舵机液压换能阀门打开时，备用涡轮从隐藏的船舶内部被释放出来，由于重力作用备用涡轮会自动伸出，备用涡轮内的小螺旋桨在水流的作用下被推动旋转，并产生液压压力，维持有效打舵。具体实施时，备用涡轮为重力下放式反冲压涡轮。便于实现和维护，且成本相对较低。根据需要，可以在船舶底部安装一个或者多个备用涡轮，本实施例中，对于备用涡轮的结构并不做限制，使用现有技术中的备用涡轮即可。

图2示意性示出了本实施例中一种船舶舵机备用液压提供方法的步骤图。参照图2，本实施例的一种船舶舵机备用液压提供方法，包括以下步骤：

S1、液压系统失能检测模块实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并发送至液压压力判断模块；

S2、液压压力判断模块接收液压压力参数，并判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；

S3、舵机液压换能阀门控制模块当接收到液压压力判断结果时，控制舵机液压换能阀门打开；

S4、涡轮控制模块当接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。

本实施例的船舶舵机备用液压提供方法，通过使用液压系统失能检测模块实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并实时判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则说明舵机泵组产生的液压压力不足以驱动船舶的舵叶，此时，利用涡轮控制模块控制舵机液压换能阀门打开，从舵机自身泵组切换到备用涡轮，备用涡轮自然重力下放水中，水流推动涡轮转动，产生液压源推动液压缸，保证在船舶双泵组失效的情况下依然可以操作舵机，极大地确保了航行舵机的可靠性和安全性。

具体实施时，上述方法还包括步骤：将液压压力判断结果发送至终端。该终端可以是船上人员的手持终端，如手机，平板电脑、移动电脑等，也可以是安装在船舶主控制室的电子屏幕或者是电脑屏幕等，以便于船舶上的人员能够及时查收液压压力判断结果，及时的处理动力设备故障，有利于提高船舶航行及船舶上人员的安全。具体实施时，液压压力判断模块可以通过3G或者4G或者WIFI等无线方式将液压压力判断结果发送至终端。这些无线发送的方式发展比较成熟，实现和维护比较简单，成本较低，有利于降低装置的成本和实现难度。当然，本领域的技术人员可以明白，以上方式仅限于说明本发明的目的，其他可以实现上述目的的方式也在本发明的保护范围之内。具体实施时，可以将液压压力判断结果发送至一个终端，也可以将将液压压力判断结果发送至多个终端。根据具体需要可以进行选择，适应性更广。

具体实施时，上述方法还包括步骤：将液压压力判断结果发送至液压压力判断结果数据库。利用液压压力判断结果数据库存储和更新液压压力判断结果，有利于统计分析船舶动力设备出现的故障，也有利于改进相关设备。具体实施时，液压压力判断模块可以通过无线或者有线的方式将液压压力判断结果发送至液压压力判断结果数据库。无线方式可以是3G或者4G或者WIFI等方式，节约空间，减少占地面积，传输速率较快，使用更加方便；使用有线的方式能够提高安全性，避免由于网络不稳定而影响发送效果。具体使用时，可以根据实际需求进行选择。本实施例仅作为举例说明，并不用来限制本发明的保护范围。

具体实施时，备用涡轮安装在船舶底部。当舵机液压换能阀门打开时，备用涡轮从隐藏的船舶内部被释放出来，由于重力作用备用涡轮会自动伸出，备用涡轮内的小螺旋桨在水流的作用下被推动旋转，并产生液压压力，维持有效打舵。具体实施时，备用涡轮为重力下放式反冲压涡轮。便于实现和维护，且成本相对较低。

本实施例的一种船舶舵机备用液压提供方法的具体工作实施例为：提前在船舶底部安装备用涡轮，优选为重力下放式反冲压涡轮，具体使用时，可以将备用涡轮隐藏在船舶底部的船舱中；根据舵机泵组本身液压标准去设置与其相匹配的备用液压压力阈值；本实施例的方法开始操作时，首先利用与原泵组液压缸相连的液压系统失能检测模块实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并发送至液压压力判断模块，其中，液压系统失能检测模块可以安装在舵机舱的泵组旁，便于能够实时检测到舵机泵组产生的液压压力参数；液压压力判断模块接收到液压压力参数后，会判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则说明船舶本身的舵机泵组产生的液压压力不足以驱动船舶的舵叶，此时，液压压力判断模块将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；当舵机液压换能阀门控制模块接收到液压压力判断结果时，控制舵机液压换能阀门打开，实现船舶舵机自身本组和备用涡轮提供的液压之间进行切换；同时，当涡轮控制模块接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。具体实现的过程为：当舵机液压换能阀门打开时，备用涡轮从隐藏的船舶内部被释放出来，由于重力作用备用涡轮会自动伸出，备用涡轮内的小螺旋桨在水流的作用下被推动旋转，并产生液压压力，维持有效打舵。

上述装置实施例中的结构和有益效果，方法实施例中同样适用，方法实施例中不再赘述。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，包括：

液压系统失能检测模块，用于实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并发送至液压压力判断模块；

液压压力判断模块，用于接收液压压力参数，并判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；

舵机液压换能阀门控制模块，用于当接收到液压压力判断结果时，控制舵机液压换能阀门打开；

涡轮控制模块，用于当接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。

2.根据权利要求1所述的船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，液压压力判断模块还用于将液压压力判断结果发送至终端。

3.根据权利要求2所述的船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，液压压力判断模块将液压压力判断结果无线发送至终端。

4.根据权利要求3所述的船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，液压压力判断模块通过3G方式或者4G方式或者WIFI方式中的任一方式将液压压力判断结果无线发送至终端。

5.根据权利要求4所述的船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，液压压力判断模块还用于将液压压力判断结果发送至液压压力判断结果数据库。

6.根据权利要求5所述的船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，备用涡轮安装在船舶底部。

7.根据权利要求6所述的船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，备用涡轮为重力下放式反冲压涡轮。

8.根据权利要求7所述的船舶舵机备用液压提供装置，其特征在于，液压系统失能检测模块与原泵组液压缸相连。

9.一种基于如权利要求1所述装置实现的船舶舵机备用液压提供方法，其特征在于，包括以下步骤：

液压系统失能检测模块实时检测舵机泵组产生的液压压力参数，并发送至液压压力判断模块；

液压压力判断模块接收液压压力参数，并判断其是否符合预设备用液压压力阈值，若液压压力判断结果为符合，则将液压压力判断结果发送至舵机液压换能阀门控制模块和涡轮控制模块；

舵机液压换能阀门控制模块当接收到液压压力判断结果时，控制舵机液压换能阀门打开；

涡轮控制模块当接收到液压压力判断结果时，启用备用涡轮。

10.根据权利要求9所述的船舶舵机备用液压提供方法，其特征在于，还包括步骤：将液压压力判断结果发送至终端。

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