CN112441206A - 推进器转角监测限位结构及监测限位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶机械技术领域，公开了一种推进器转角监测限位结构及监测限位方法，其中推进器连接有转轴，转轴可转动设于壳体的内部，转轴的外壁上设有螺旋结构，转轴的外壁在螺旋结构处活动连接有限位件，壳体在与限位件对应处沿轴向设有长条状的限位通孔，限位件插入限位通孔中。本发明提供的一种推进器转角监测限位结构及监测限位方法，通过设置螺旋结构、限位件和限位通孔，将转轴的转动转换为了限位件的线性移动，从而可通过对限位件的移动距离的监测实现对推进器转角的实时监测，且通过限位通孔可实现对转轴转动的机械式限位，故障率较低，提高了对转轴转动限位的可靠性，提升了推进器系统安全，具有更强的通用性和适应性。

Description

推进器转角监测限位结构及监测限位方法

技术领域

本发明涉及船舶机械技术领域，尤其涉及一种推进器转角监测限位结构及监测限位方法。

背景技术

船用推进器是船舶的动力装置，常见的类型包括船外机、船内机以及吊舱驱动器，一般通过发动机或者电动机驱动螺旋桨或者喷水推进的方式给船舶提供推进动力。为了获得更好的操纵性能，一般将船舶推进器设计成能够绕轴旋转，从而使得推进方向能够根据船舶的操控要求随时改变。

为了防止推进器转角超程使船舶失控发生危险，需要对推进器转轴转角进行监控和限位。传统的方法是通过设置行程开关等电控方式实现限位，在船舶恶劣环境下故障率高、安全性差；同时，由于安装了行程开关等电控设备，转轴转动范围无法大于±180度，且限位范围也不方便调节，具有较大使用局限性。

现有推进器转角的监控和限位方式存在故障率较高，具有较大使用局限性的问题。

发明内容

本发明提供一种推进器转角监测限位结构及监测限位方法，用以解决现有推进器转角的监控和限位方式存在故障率较高，具有较大使用局限性的问题。

本发明提供一种推进器转角监测限位结构，其中推进器连接有转轴，所述转轴可转动设于壳体的内部，所述转轴的外壁上设有螺旋结构，所述转轴的外壁在所述螺旋结构处活动连接有限位件，所述壳体在与所述限位件对应处沿轴向设有长条状的限位通孔，所述限位件插入所述限位通孔中。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，还包括设于所述壳体内壁上的距离传感器，所述距离传感器朝向所述限位件设置且所述距离传感器和所述限位件沿轴向设置。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，所述壳体在所述限位通孔的至少一端对应处可拆卸连接有限位块，所述限位块插入所述限位通孔中。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，所述限位块呈L型，所述限位块的第一侧边与所述壳体可拆卸连接，所述限位块的第二侧边插入所述限位通孔中。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，所述螺旋结构包括构造于所述转轴上的呈螺旋状的环槽；所述限位件包括滑块，所述滑块的一端插入所述环槽中，另一端插入所述限位通孔中。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，所述滑块包括连接为一体的上块和下块，所述上块的截面尺寸小于所述下块的截面尺寸，所述下块与所述环槽匹配连接，所述上块与所述限位通孔匹配连接。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，所述下块背离所述上块的端面设为与所述环槽的槽底相匹配的弧面。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，所述壳体的内壁上设有凸台，所述限位通孔设于所述凸台处。

根据本发明提供的一种推进器转角监测限位结构，所述壳体的上下两端分别通过轴承与所述转轴连接；所述壳体上还设有连接法兰。

本发明还提供一种推进器转角监测限位方法，基于上述推进器转角监测限位结构，包括：通过对限位件沿限位通孔的移动距离进行监测，以对推进器的转角进行实时监测；通过调节限位通孔的长度和/或螺旋结构的圈数，对推进器的转角范围进行限定调节。

本发明提供的一种推进器转角监测限位结构及监测限位方法，通过设置螺旋结构、限位件和限位通孔，将转轴的转动转换为了限位件的线性移动，从而可通过对限位件的移动距离的监测实现对推进器转角的实时监测，且通过限位通孔可实现对转轴转动的机械式限位，故障率较低，提高了对转轴转动限位的可靠性，提升了推进器系统安全，还可通过调整限位通孔的长度和/或螺旋结构的圈数对转轴的转角范围进行调整，具有更强的通用性和适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的推进器转角监测限位结构的示意图；

图2是本发明提供的壳体的截面示意图；

图3是本发明提供的转轴的示意图；

图4是本发明提供的限位块的示意图之一；

图5是本发明提供的限位块的示意图之二；

图6是本发明提供的滑块的示意图。

附图标记：

1、壳体；11、连接法兰；12、凸台；13和15、螺孔；14、限位通孔；2、转轴；21、环槽；3、距离传感器；41和42、轴承；51和52、螺钉；61和62、限位块；6a、第一侧边；6b、第二侧边；7、滑块；71、上块；72、下块；8、推进器；

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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图6描述本发明的推进器转角监测限位结构及监测限位方法。

参考图1，本实施例提供一种推进器转角监测限位结构，其中推进器8连接有转轴2，转轴2可转动设于壳体1的内部。转轴2和推进器8一体转动。推进器8的转角即为转轴2的转动角度。转轴2的外壁上设有螺旋结构。螺旋结构沿转轴2的轴向呈螺旋状延伸。转轴2的外壁在螺旋结构处活动连接有限位件。在转轴2转动时，由于转轴2沿轴向的位置固定，从而使得限位件沿转轴2轴向产生位移。壳体1在与限位件对应处沿轴向设有长条状的限位通孔14，限位件插入限位通孔14中。

限位通孔14用于对限位件的移动轨迹以及移动范围进行限位固定。使得限位件在限位通孔14的两端之间沿限位通孔14移动。在限位件移动至限位通孔14的端部时受到限位通孔14的机械阻挡，使得不能继续移动，即使得转轴2不能继续转动，从而实现了对转轴2转动的机械式限位，定位准确可靠，确保避免推进器8转角超程使船舶失控发生危险。

限位件在转轴2的转动下沿限位通孔14移动，可通过限位件的移动距离来获得转轴2的转动角度，实现对推进器8转角的实时监测。进一步地，在螺旋结构沿转轴2的周向设置超过一圈时，即可实现转轴2超过±180度的转角，从而实现对推进器8更大转角范围的监测和限位。

本实施例提供的一种推进器转角监测限位结构，通过设置螺旋结构、限位件和限位通孔14，将转轴2的转动转换为了限位件的线性移动，从而可通过对限位件的移动距离的监测实现对推进器8转角的实时监测，且通过限位通孔14可实现对转轴2转动的机械式限位，故障率较低，提高了对转轴2转动限位的可靠性，提升了推进器8系统安全，还可通过调整限位通孔14的长度和/或螺旋结构的圈数对转轴2的转角范围进行调整，具有更强的通用性和适应性。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供的推进器转角监测限位结构还包括设于壳体1内壁上的距离传感器3，距离传感器3朝向限位件设置且距离传感器3和限位件沿轴向设置。即距离传感器3和限位件所在的直线与转轴2的轴向平行。从而通过距离传感器3监测与限位件之间的距离即可获得限位件的位移，进而获得转轴2的转角。

在上述实施例的基础上，进一步地，壳体1在限位通孔14的至少一端对应处可拆卸连接有限位块，限位块插入限位通孔14中。限位块在限位通孔14中，在限位件移动至与限位块接触时，不能继续移动，从而对转轴2的转角进行限位，避免转角超程。限位块通过壳体1连接固定且可拆卸，便于更换以调节限位通孔14的长度，从而对推进器8的转角范围进行调节。

进一步地，可在限位通孔14的一端设置限位块，也可在限位通孔14的两端均设置限位块，具体不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图4和图5，本实施例中限位块呈L型，限位块的第一侧边6a与壳体1可拆卸连接，限位块的第二侧边6b插入限位通孔14中。第二侧边6b应与限位通孔14的尺寸形状匹配，使得第二侧边6b能够插入限位通孔14中。具体的，参考图2，壳体1在限位通孔14的端部对应处可设置螺孔13和/或螺孔15；限位块61的第一侧边6a通过螺钉51与壳体1连接和/或限位块62的第一侧边6a通过螺钉52与壳体1连接。

进一步地，参考图4，限位块的第二侧边6b沿限位通孔14长度方向的厚度L不同，可使得限位通孔14的有效长度即实际作用长度不同，从而实现转角范围的不同。可通过更换第二侧边厚度L不同的限位块，以调节限位通孔14的长度，进而调节转角范围。

还可设置限位块的第一侧边沿限位通孔14的长度方向具有多个安装孔位。通过调节限位块第一侧边与壳体1的连接部位，实现限位块第二侧边在限位通孔14内部位置的调节，进而调节限位通孔14的有效长度，实现对转角范围的调节。限位块也可为其他形状，限位块也可在限位通孔14的内壁处直接与壳体1连接，限位块也可通过其他结构例如卡扣结构等与壳体1连接；限位块的具体形状以及与壳体1之间的具体连接结构不做限定，以能实现机械限位且限位范围可调为目的。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，螺旋结构包括构造于转轴2上的呈螺旋状的环槽21。环槽21即为位于转轴2上的呈螺旋状的开槽。限位件包括滑块7，滑块7的一端插入环槽21中，另一端插入限位通孔14中。在转轴2转动时，滑块7在环槽21中沿环槽21移动。通过将螺旋结构设为环槽21，将限位件设为滑块7，滑块7在转轴2周向上与转轴2的匹配面积较小，即滑块7的长度小于转轴2的周长，从而可便于滑块7与环槽21的安装连接，且有利于提高滑块7和环槽21相对移动的流畅性和稳定性，提高该监测限位结构的稳定性。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图6，滑块7包括连接为一体的上块71和下块72，上块71的截面尺寸小于下块72的截面尺寸。可增大与环槽21的匹配面积，提高连接牢固性。下块72与环槽21匹配连接，上块71与限位通孔14匹配连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，下块72背离所述上块71的端面设为与环槽21的槽底相匹配的弧面。具体的，参考图6，环槽21的槽底可为圆弧面，下块72的下端面可为相匹配的圆弧面，使得下块72的下端面可与环槽21的槽底贴合，提高连接的稳定性。

进一步地，下块72与环槽21的槽底配合的端面还可连接滚轮；下块72与环槽21的槽底配合的端面和/或环槽21的内壁面上还可设置润滑涂层。以保证滑块7能够顺利沿环槽21移动，防止卡塞。上块71可为柱状，也可为其他形状，不做限定。

进一步地，环槽21可为凹设于转轴2外壁的开槽；即环槽21为在转轴2的外壁上开槽形成。环槽21也可为凸设于转轴2外壁上的开槽；即可在转轴2外壁上设置螺旋状的凸条，凸条之间形成环槽21。具体不做限定。优选的，环槽21可凹设于转轴2外壁。可避免转轴2外壁凸起造成安装空间的增大。

进一步地，螺旋结构也可为设于转轴2外壁上的螺纹；限位件可为与螺纹匹配连接的螺母。此时，限位件可套设于转轴2，限位件上可设置凸块与限位通孔14配合。螺旋结构和限位件的具体形式也可为其他，以能实现将转轴2的转动转换为限位件的线性移动为目的，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1和图2，壳体1的内壁上设有凸台12，限位通孔14设于凸台12处。距离传感器3也可固定在凸台12处。限位块也可在凸台12处与壳体1连接。凸台12处壳体1的厚度较厚，可便于距离传感器3以及限位块的连接固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，壳体1的上下两端分别通过轴承与转轴2连接；可实现转轴2的稳定转动。壳体1上还设有连接法兰11。用于实现推进器8的安装固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种推进器8转角监测限位方法，基于上述任一实施例所述的推进器8转角监测限位结构，该推进器8转角监测限位方法包括：通过对限位件沿限位通孔14的移动距离进行监测，以对推进器8的转角进行实时监测；具体的，通过距离传感器3对其与限位件之间的距离进行实时监测，可获得限位件的实时位移，通过限位件的实时位移，可获得转轴2的转角。

通过调节限位通孔14的长度和/或螺旋结构的圈数，对推进器8的转角范围进行限定调节。具体的，在需要对推进器8的转角范围进行调节以适应不同需求时，可在螺旋结构的圈数固定的情况下调节限位通孔14的长度，也可在限位通孔14的长度固定的情况下调节螺旋结构的圈数，也可同时调节限位通孔14的长度和螺旋结构的圈数，可实现推进器8转角范围的调节。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例针对现有技术存在的问题，提出一种带可调式机械限位结构的推进器转轴，提升船舶推进器限位结构可靠性和限位范围调整的便利性。本实施例采取的技术方案是：带可调式机械限位结构的推进器转轴，包括：壳体1、转轴2、激光距离传感器3、轴承41和轴承42、固定螺钉51和螺钉52、限位块61和62、滑块7、推进器8，参考图1。

壳体1为环筒状结构，在壳体1上端有连接法兰11，在内侧壁面上有凸台12，在凸台12上有方形限位通孔14、螺孔13、螺孔15。通过法兰11将整个推进器转轴装置安装于船舶结构上，参考图2。转轴2安装于壳体1的空腔内，通过上轴承41和下轴承42固定，转轴2能够在壳体1内转动。转轴2外壁面上有螺旋环槽21，螺旋环槽截面为U型结构，参考图3。

限位块为L型，包括第一侧边6a和第二侧边6b。限位块安装在壳体1的凸台12的外侧壁面，第二侧边6b卡在壳体1的方形限位通孔14内；限位块的第一侧壁6a上有通孔。限位块61通过固定螺钉51固定在壳体1的螺孔13中；限位块62通过螺钉52固定在壳体1的螺孔15中，参考图1、图4和图5。

滑块7包括上块71和下块72，上块71为圆柱形状，下块72为长方体形状，并将下块72下端加工成弧形，并将相应锐角倒圆，使下块72下端表面形状与转轴2的螺旋环槽21内表面相适应。滑块7安装于壳体1内壁与转轴2外壁之间，其上块71卡在方形通孔14中，其下块72卡在螺旋环槽21中，参考图1和图5。激光距离传感器3安装于壳体凸台12内侧，激光探头朝向滑块7。推进器8安装于转轴2下方，通过转轴2带动推进器8转向。

采用以上技术方案后，当转轴2转动时，由于螺旋环槽21的带动，滑块7会沿着方形通孔14上下移动。当滑块7移动到限位块6时，转轴卡死，不能再转动，实现转轴的转动角度限制。通过激光距离传感器3测量与滑块7之间的距离，通过转换后可以获得推进器的所处的旋转角度。

通过本实施例技术方案，可达到以下技术目的和有益效果：通过限位通孔和限位块结构实现转轴的机械式限位，大幅提高限位装置的可靠性，提升推进器系统安全；螺旋环槽环绕的圈数就是转轴可以转动的最大范围，通过扩大螺旋环槽的长度，可以突破±180度最大转动范围的限制，实现推进器转动范围的扩大，提升推进控制的灵活性；通过调整限位块第二侧边的厚度L，可以实现限位范围的调整，对于不同需求的船舶具有更强的通用性和适应性。

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)

1.一种推进器转角监测限位结构，其中推进器连接有转轴，其特征在于，所述转轴可转动设于壳体的内部，所述转轴的外壁上设有螺旋结构，所述转轴的外壁在所述螺旋结构处活动连接有限位件，所述壳体在与所述限位件对应处沿轴向设有长条状的限位通孔，所述限位件插入所述限位通孔中。

2.根据权利要求1所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，还包括设于所述壳体内壁上的距离传感器，所述距离传感器朝向所述限位件设置且所述距离传感器和所述限位件沿轴向设置。

3.根据权利要求1所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，所述壳体在所述限位通孔的至少一端对应处可拆卸连接有限位块，所述限位块插入所述限位通孔中。

4.根据权利要求3所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，所述限位块呈L型，所述限位块的第一侧边与所述壳体可拆卸连接，所述限位块的第二侧边插入所述限位通孔中。

5.根据权利要求1至4任一所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，所述螺旋结构包括构造于所述转轴上的呈螺旋状的环槽；所述限位件包括滑块，所述滑块的一端插入所述环槽中，另一端插入所述限位通孔中。

6.根据权利要求5所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，所述滑块包括连接为一体的上块和下块，所述上块的截面尺寸小于所述下块的截面尺寸，所述下块与所述环槽匹配连接，所述上块与所述限位通孔匹配连接。

7.根据权利要求6所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，所述下块背离所述上块的端面设为与所述环槽的槽底相匹配的弧面。

8.根据权利要求1至4任一所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，所述壳体的内壁上设有凸台，所述限位通孔设于所述凸台处。

9.根据权利要求1至4任一所述的推进器转角监测限位结构，其特征在于，所述壳体的上下两端分别通过轴承与所述转轴连接；所述壳体上还设有连接法兰。

10.一种推进器转角监测限位方法，其特征在于，基于上述权利要求1-9任一所述的推进器转角监测限位结构，包括：

通过对限位件沿限位通孔的移动距离进行监测，以对推进器的转角进行实时监测；

通过调节限位通孔的长度和/或螺旋结构的圈数，对推进器的转角范围进行限定调节。

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