发明内容
根据本发明的一个方面,本发明提供一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置,能够调节限位轮相对于外筒的位置,使限位轮能够始终紧贴于外筒。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置,上述风力助推转子包括内塔、固定连接于上述内塔且与上述内塔同轴线的主轴以及转动连接于上述主轴的外筒;
包括:
基座,用于安装在船舶甲板,并用于安装上述内塔;
限位组件,包括连接于上述基座的限位轮轴、转动连接于上述限位轮轴的限位轮以及安装于上述限位轮轴的调节装置,上述限位轮的外壁用于与上述外筒的筒壁滚动连接,上述调节装置用于调节上述限位轮轴与上述外筒的筒壁之间的间距。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,上述限位组件还包括设置于上述限位轮轴的压力传感器,上述压力传感器用于检测上述限位轮给予上述限位轮轴的压力。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,上述限位组件还包括安装于上述基座的距离传感器,上述距离传感器用于沿设定方向测量上述距离传感器与上述外筒的筒壁之间的间距。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,上述限位组件还包括转速传感器,上述转速传感器用于安装在上述外筒并用于检测上述外筒的转速。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,上述调节装置包括驱动件、连接件以及弹性件,上述连接件滑动设置于上述基座,上述连接件与上述限位轮轴通过上述弹性件连接,上述驱动件用于驱动上述连接件滑动以调节上述限位轮轴与上述外筒的筒壁之间的间距。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,上述驱动件为气缸或液压缸。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,上述限位组件设置有多个,多个上述限位组件的限位轮沿上述外筒的筒壁间隔设置。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,上述限位轮采用弹性材料制成。
作为一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的优选方案,还包括警报器,上述警报器用于发出警示信息。
根据本发明的另一个方面,提供一种风力助推系统,包括风力助推转子和上述用于抑制风力助推转子晃动的控制装置。
本发明的有益效果是:
通过在连接于基座的限位轮轴上转动设置限位轮,且限位轮的外壁与外筒的筒壁滚动连接,使限位轮能够起到限制外筒晃动的作用。同时设置调节装置调节限位轮轴与外筒的筒壁之间的距离,进而调节限位轮相对于外筒筒壁的位置,使限位轮能够始终紧贴于外筒的筒壁,防止外筒的筒壁与限位轮之间产生缝隙导致外筒频繁脱离限位轮并撞击限位轮,对限位轮造成冲击,导致限位轮发生损坏。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
风力助推转子一般包括主轴和能够以主轴为轴心旋转的外筒,受加工制造以及使用环境的影响,外筒轴线与主轴轴线的同轴度会存在偏差。一般通过在外筒的筒壁设置多个沿自身转动的限位轮以限制外筒的径向跳动。但受到外界环境与摩擦磨损的影响,致使外筒与限位轮脱离,导致外筒的径向跳动加剧,甚至使外筒与限位轮脱离后可能会迅速恢复接触,对限位轮造成冲击,导致限位轮损坏。
针对上述问题,本实施例提供了一种用于抑制风力助推转子晃动的控制装置,能够调节限位轮相对于外筒筒壁的位置,使限位轮能够始终紧贴于外筒的筒壁,可用于风力助推转子技术领域。
图1示出本发明实施例中的用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的结构示意图;图2示出本发明实施例中的用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的俯视示意图。参照图1-图2,风力助推转子包括内塔102、固定连接于内塔102且与内塔102同轴线的主轴103以及转动连接于主轴103的外筒101,通过外筒101的转动为船舶提供辅助动力。
继续参照图1-图2,用于抑制风力助推转子晃动的控制装置包括基座1和限位组件2,基座1用于安装在船舶甲板,并用于安装内塔102。限位组件2包括连接于基座1的限位轮轴21、转动连接于限位轮轴21的限位轮22以及安装于限位轮轴21的调节装置23,限位轮22的外壁用于与外筒101的筒壁滚动连接,在本实施例的描述中,外筒101的筒壁均可以是指外筒101的外壁,也可以是指内壁,对此不作限定。使限位轮22能够限制外筒101的径向跳动,起到限制外筒101晃动的作用。调节装置23用于调节限位轮轴21与外筒101的筒壁之间的间距,使限位轮22能够始终紧贴于外筒101的筒壁,防止外筒101的筒壁与限位轮22之间产生缝隙导致高速转动的外筒101的筒壁频繁脱离限位轮22并与限位轮22重新接触,对限位轮22造成冲击,导致限位轮22发生损坏。
继续参照图1-图2,限位组件2还包括设置于限位轮轴21的压力传感器24,压力传感器24用于检测限位轮22给予限位轮轴21的压力,相当于检测外筒101的筒壁给予限位轮22的压力。当检测到压力值减小时,表明外筒101的筒壁正在远离限位轮22,此时调节装置23调节限位轮轴21靠近外筒101的筒壁以使外筒101的筒壁给予限位轮22的压力保持在合适的范围内。
继续参照图1-图2,限位组件2还包括安装于基座1的距离传感器25,距离传感器25用于沿设定方向测量距离传感器25与外筒101的筒壁之间的间距,设定方向可以是沿外筒101的径向,也可以是其他预设方向。进而调节装置23根据外筒101相对于基座1的位置调节限位轮轴21的位置。距离传感器25与压力传感器24可单独使用,对限位轮轴21的位置进行调节,也可以组合使用,以调节限位轮轴21的位置。
继续参照图1-图2,在调节的过程中,外筒101的转速也会对限位轮轴21的调节量产生影响,因此限位组件2还包括转速传感器26,转速传感器26用于安装在外筒101并用于检测外筒101的转速,该转速数据用于辅助计算限位轮轴21位置调节的期望值。
图3示出本发明实施例中的用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的控制原理示意图。参照图1-图3,控制装置还包括控制器3,压力传感器24检测限位轮22给予限位轮轴21的压力并发送至控制器3,距离传感器25检测距离传感器25与外筒101筒壁的间距并发送至控制器3,转速传感器26检测外筒101的转速并发送至控制器3。控制器3接受上述数据,生成调节指令发送至调节装置23,调节装置根据调节指令调节限位轮轴21的位置。
继续参照图1-图3,调节装置23包括驱动件、连接件以及弹性件,连接件滑动设置于基座1,连接件与限位轮轴21通过弹性件连接,当驱动件获取来自控制器3的调节指令后,驱动件驱动连接件滑动以调节限位轮轴21与外筒101的筒壁之间的间距。当驱动件未接收到调节指令时,通过设置弹性件,限位轮轴21仍能够相对于连接件以及驱动件发生位移,从而当外筒101的径向跳动量较小时,能够使限位轮22的外壁与外筒101的筒壁始终保持接触,同时外筒101带动限位轮22以及限位轮轴21发生位移,并通过弹性件提供的弹性力驱使限位轮轴21及限位轮22复位,进而带动外筒101复位,无需通过驱动件调节连接件的位置。
继续参照图1-图2,限位轮22采用弹性材料制成,从而当外筒101的径向跳动量较小时,能够使限位轮22发生弹性形变。可选地,限位轮22采用橡胶等耐磨耐高温的材料制成,或者采用聚氨酯等耐磨耐高温同时抗老化、硬度高的材料制成。通过设置弹性件以及使用弹性材料制成的限位轮22,能够在外筒101的晃动量在允许的范围值内的时候,限位轮22的外壁始终与外筒101的筒壁接触,驱动件不提供驱动力,使连接件的位置保持相对静止,依靠弹性件以及限位轮22提供的弹性力驱使外筒101复位。
继续参照图1-图2,调节装置23调节限位轮轴21与外筒101的筒壁之间的间距,具体为沿外筒101的径向驱动限位轮轴21靠近或远离外筒101的筒壁,因此调节装置23应能够使限位轮轴21沿外筒101的径向滑动。在本实施例中,调节装置23为气缸或液压缸,气缸或液压缸的固定端固定设置于基座1,伸缩端连接于限位轮轴21,起到调节限位轮轴21相对于外筒101的筒壁距离的作用。此外,调节装置23还可以是其他能够驱动限位轮轴21沿外筒101的径向滑动的装置。
继续参照图1-图2,限位组件2设置有多个,多个限位组件2的限位轮22沿外筒101的筒壁间隔设置,从而沿外筒101筒壁的不同方向对外筒101进行限位。优选地,限位组件2的数量为3-40个,当外筒101的直径较大时,限位组件2的数量还可以更多。当外筒101的直径较小时,限位组件2的数量优选为8个,且相邻两个限位组件2的限位轮轴21与外筒101的轴心之间连线的夹角为45°。
继续参照图1-图3,用于抑制风力助推转子晃动的控制装置还包括警报器4,警报器4用于发出警示信息。报警器4通过控制器3控制,当外筒101的晃动量达到预设的警报阈值后,控制器3向警报器4发出警报指令,由警报器4发出警示信息。可选地,警报器4包括扬声器41和警示灯42,扬声器41和警示灯42均由控制器3控制,警示信息包括扬声器41发出的声信号和警示灯42发出的光信号。
以下结合图1-图3介绍本实施例中用于抑制风力助推转子晃动的控制装置的控制方法:
通过压力传感器24检测限位轮22给予限位轮轴21的压力,距离传感器25检测距离传感器25与外筒101筒壁的间距,转速传感器26检测外筒101的转速。上述信息均发送至控制器3,当晃动量在允许范围内时,不进行调节,仅靠弹性件以及弹性材料制成的限位轮22的弹性力驱动外筒101复位。当晃动量超出允许范围后,控制器3计算出限位轮轴21位置调节的期望值,生成调节指令发送至调节装置23,调节装置根据调节指令调节限位轮轴21的位置。当晃动量过大并超出预设的警报阈值后,控制器3控制扬声器41发出声信号、控制警示灯42发出光信号等警示信息,提醒工作人员采取相关措施。
本实施例还提供一种风力助推系统,包括风力助推转子和上述用于抑制风力助推转子晃动的控制装置,可应用于船舶,使风力助推转子能够稳定地为船舶提供辅助动力。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。