CN202562493U - 一种新型的数字式舵角检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种新型的数字式舵角检测装置，包括舵机传动轴、绝对式编码器、信号调理电路、单片机、电源模块、通讯模块及接口电路、标定按键，舵机传动轴的外端与舵机轴相连，内端与绝对式编码器的旋转轴相连，编码器的输出信号经信号调理电路连接到单片机的I/O引脚上，实现对舵角的检测。通讯模块与单片机的串行口引脚连接，实现舵角信号的数字化输出。本实用新型实现了舰船舵角反馈装置的数字化，设计合理、实用方便，工作可靠、稳定性好、检测精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型的数字式舵角检测装置，属于航海设备技术领域。
背景技术
近年来，随着造船业的发展，航海设备制造领域亟待发展。目前使用的舵角检测装置大都是基于电位器原理的，测量精度很低，可靠性较差，设备结构非常复杂。从而导致设备的体积大，费用高，安装不便。而且大部分舵角检测装置采用模拟信号传输方式，当自动操舵仪等数字设备需要接入此信号时，需要再进行数字化处理，极不方便且精度较低，影响了系统的整体控制性能。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种可靠、检测稳定性好、实用方便的数字式舵角检测装置。
数字式舵角发送器包括舵机传动轴、绝对式编码器、信号调理电路、单片机、电源模块、通讯模块及接口电路、标定按键。舵机传动轴的外端与舵机轴相连，内端与绝对式编码器的旋转轴相连，编码器的输出信号经信号调理电路连接到单片机的I/O引脚上，实现对舵角的检测。通讯模块与单片机的串行口引脚连接，实现舵角信号的数字化输出，标定按键与单片机的一个I/O引脚相连，编码器、信号调理电路、单片机和通讯模块均与电源模块电连接。
本实用新型实现了舰船舵角反馈装置的数字化，设计合理、实用方便，工作可靠、稳定性好、检测精度高。
附图说明
图1是本实用新型数字式舵角检测装置的结构原理示意框图。
图中：1、舵机传动轴，2、绝对式编码器，3、信号调理电路，4、标定按键，5、微控制器，6、通讯模块及接口电路，7、电源模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的数字式舵角检测装置由舵机传动轴1、绝对式编码器2、信号调理电路3、微控制器5、电源模块7、通讯模块及接口电路6和标定按键4组成。舵机传动轴1的外端与舵机轴相连，内端与绝对式编码器2的旋转轴相连，其输出信号与信号调理电路3相连，信号调理电路3的能源由电源模块7供给，调理电路3的输出连到微控制器5的引脚上，转换成的数字量通过微控制器5的串行口引脚与通讯模块及接口电路6向外传输。电源模块7是将船上不标准的+24V(变化范围18V～40V)直流电源转变成系统需要的稳定电源，供系统其余模块使用。微控制器5采用ATMEL公司生产的微功耗高性能八位RISC结构单片机ATmega48，TQFP32紧凑型封装，内有4KB的Flash程序存储器、256B的EEPROM和512B的静态存储器。支持ISP串行下载方式，有可编程代码保护。ATmega48负责数据采集，标定 和数据通讯，同时还要当作存储器存储一些需要掉电保存的信息。
上述数字式舵角检测装置的工作过程为：船舶舵机轴的转动带动绝对编码器2的旋转轴旋转，从而编码器的输出值发生变化，微控制器5读取该输出值后，进行运算，就可以计算出当前的舵角值，然后通过通讯模块及接口电路6将该数据传输到后级设备。考虑到安装时对准难度较大，为此在电路上设计了标定按键4，通过软件的配合，较好地的解决安装困难的问题。
数字式舵角检测装置在初次上电或工作过一段时间出现角度偏差时，需要对其进行标定，具体方法如下：
控制舵机运动，当舵叶到达中间位置(0°)时，按下标定按键4，微控制器5将编码器输出的信号存入内部E2PROM中，标定完成。
在实际测量时，微控制器5读取绝对式编码器的输出信号，对其进行线性变换，就可得出当前的舵角值。微控制器5按NMEA0183的数据格式($AGRSA，-29.1，A，，*21，其意义分别为：公司信息及数据涵义AGRSA，左舵29.1度，数据有效A，校验值XX)发送到数据总线上，供数字式舵角表或其它数字式仪器仪表使用。
Claims (1)
1.一种新型的数字式舵角检测装置，包括舵机传动轴、绝对式编码器、信号调理电路、单片机、电源模块、通讯模块、接口电路及标定按键，其特征在于：舵机传动轴的外端与舵机轴相连，内端与绝对式编码器的旋转轴相连，编码器的输出信号经信号调理电路连接到单片机的I/O引脚上实现对舵角的检测，通讯模块与单片机的串行口引脚连接，实现舵角信号的数字化输出。
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| CN201220017150XU CN202562493U (zh) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | 一种新型的数字式舵角检测装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105444664A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-30 | 哈尔滨工程大学 | 一种自主式水下航行器数字化舵角检测装置及舵角标定方法 |
| CN107200112A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-26 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种全回转推进器舵角传感器信号的处理方法和装置 |
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2012
- 2012-01-16 CN CN201220017150XU patent/CN202562493U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105444664A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-30 | 哈尔滨工程大学 | 一种自主式水下航行器数字化舵角检测装置及舵角标定方法 |
| CN105444664B (zh) * | 2015-12-17 | 2017-12-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种自主式水下航行器数字化舵角检测装置及舵角标定方法 |
| CN107200112A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-26 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种全回转推进器舵角传感器信号的处理方法和装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121128 Termination date: 20140116 |