CN202642082U

CN202642082U - 船用指针随动控制手柄

Info

Publication number: CN202642082U
Application number: CN2012202123888U
Authority: CN
Inventors: 曾钕钋; 高剑; 孔繁军; 吴永成; 邓智勇; 张浩立; 朱刚
Original assignee: Wuhan Haiwang Mechanical & Electrical Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Wuhan Haiwang Mechanical & Electrical Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2022-05-11

Abstract

本实用新型公开了一种船用指针随动控制手柄，它包括设置在安装座上的半圆柱形标牌盒、电位器、步进电机、步进电机驱动器和控制电路模块，半圆柱形标牌盒下方设置有转动轴，转动轴上分别设置有把手、主动指针、输出主链轮和随动从链轮，随动从链轮上固定有随动指针，主动指针和随动指针分别与半圆柱形标牌盒两侧的刻度标识相对应；输出主链轮通过第一环状链条与输出从链轮相连，输出从链轮与电位器的输入轴相连；随动从链轮通过第二环状链条与随动主链轮相连，随动主链轮与步进电机的输出轴相连。其结构简单、操作方便、工作效率高，可以同步接收模拟量信号和控制步进电机转角，对主机运行状态把握准确，特别适合于高端船舶的自动化控制。

Description

船用指针随动控制手柄

技术领域

本实用新型涉及船舶操纵控制设备，具体地指一种船用指针随动控制手柄。

背景技术

船用控制手柄是用于船舶驾驶室与机舱间传送主机车指令信号的设备，它包括驾驶室控制手柄和机舱接收指令控制手柄两部分，控制手柄上标有“停车”、“备车”、“完车”、“微速进”、“前进一~三”、“后退一~三”等档位。国内生产的船用控制手柄主要是一些常规功能的主机控制手柄，通过人工传令和警铃来实现传令功能。如驾驶台想用“前进二”，就把驾驶室控制手柄推到“前进二”位置向机舱发出指令，机舱下面就会听到铃声，轮机员把机舱接收指令控制手柄推到同样的位置，铃声才会停止（驾驶台和机舱的车钟铃声是同时响同时停）。此时，机舱立即执行用车指令，把主机开到“前进二”的位置。传统的船用控制手柄结构分离、功能简单、操作复杂，已不能满足日益发展的高端船舶的自动化控制需求。为了解决上述问题，科研人员试图设计一种驾驶室和机舱能同步发出和接收指令的控制手柄，但从目前的试验状况看，已有的一些同步控制手柄的随动模式严重影响控制主机的效率，不能最大限度地发挥被控主机的性能，有的控制手柄甚至因为随动模式的设计缺陷，导致操纵主机时经常出现偏差，从而不被市场认可。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种结构简单、操作方便、减少人为因素干扰、可以同步接收模拟量信号和控制步进电机转角的船用指针随动控制手柄。

为实现上述目的，本实用新型所设计的船用指针随动控制手柄，包括安装座，所述安装座的上部固定有半圆柱形标牌盒，所述安装座的下部固定有输出安装板和输入安装板，所述输出安装板上设置有控制主机转速的电位器，所述输入安装板上设置有通过导线连接的步进电机、步进电机驱动器和控制电路模块，其特殊之处在于：

所述安装座上对应于半圆柱形标牌盒下方设置有转动轴，所述转动轴的一端与把手固定连接，所述转动轴的轴身上固定连接有主动指针和输出主链轮，所述转动轴的另一端与随动从链轮转动连接，所述随动从链轮上固定连接有随动指针，所述主动指针和随动指针分别与半圆柱形标牌盒两侧的刻度标识相对应；

所述输出主链轮通过第一环状链条与输出从链轮相连，所述输出从链轮与电位器的输入轴相连；所述随动从链轮通过第二环状链条与随动主链轮相连，所述随动主链轮与步进电机的输出轴相连。

本实用新型的工作原理是这样的：当输出从链轮转动时，电位器会输出一个4~20mA的电流信号，该电流信号控制主机转速。与此同时，电路控制模块采集与处理主机实际转速得到对应的电流信号，通过步进电机驱动器驱动步进电机转动，从而使随动主链轮一起转动，通过第二环状链条带动随动从链轮和随动指针一起转动，随动指针和主动指针转动的角度一致，表示控制回路正常。

进一步地，所述输入安装板上设置有开关装置和与其配合实现通断的开关，所述开关装置的旋转链轮与第二环状链条啮合配合。这样，在随动主链轮的驱动作用下，第二环状链条带动开关装置转动，从而控制开关的通断。开关的通断信号输入到电路控制模块，即可实现随动指针的零位、满位校正。

本实用新型的船用指针随动控制手柄通过电路控制模块接受反馈信号，根据信号计算出步进电机需要转动的角度，通过步进电机驱动器驱动步进电机转动至相应的角度，使得随动指针和主动指针的转角保持一致。这样，既简化了驾驶室与机舱之间的传令控制方式、减少了人为因素的干扰，又实现了可靠的可视化操作方式、工作效率大幅高、对主机运行状态把握准确。同时，其结构简单，操作容易，特别适合于高端船舶的自动化控制。

附图说明

图1为一种船用指针随动控制手柄的主视结构示意图。

图2为图1的左视结构示意图。

图3为图1的后视结构示意图。

图4为图2的A—A剖面结构示意图。

图5为图1中转动轴及其相关部分的结构示意图。

图6为图1中开关装置的结构示意图。

图7为图6的俯视结构示意图。

图8为图1中第二惰轮装置的结构示意图。

图中：把手1、透明护罩2、半圆柱形标牌盒3、转动轴4、偏心轮5、护罩压板6、安装座7、主动指针8、随动指针9、输出安装板10、输入安装板11、步进电机12、随动从链轮13、第二惰轮装置14、第二环状链条15、开关装置16、随动主链轮17、步进电机驱动器18、电路模块19、输出主链轮20、第一惰轮装置21、输出从链轮22、电位器23、铜套24、大挡圈25、小挡圈26、开关27、第一环状链条28。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图中所示的船用指针随动控制手柄，具有一个上表面倾斜布置的安装座7。安装座7的上部通过螺钉固定有半圆柱形标牌盒3，半圆柱形标牌盒3由铝合金材料的金属骨架、设置在金属骨架两侧的半圆形有机玻璃刻度牌、以及设置在两侧半圆形有机玻璃刻度牌之间的圆弧面柔性塑料刻度牌构成，刻度牌通过螺钉固定在金属骨架上，形成一个整体。

半圆柱形标牌盒3的外周与其同轴安装有透明护罩2，透明护罩2通过护罩压板6固定在安装座7上，这样可以将控制手柄的内部结构、电气设备封装起来，提高防护等级。安装座7的下部固定有输出安装板10和输入安装板11。输出安装板10上安装有控制主机转速的电位器23。输入安装板11上安装有通过导线连接的步进电机12、步进电机驱动器18和控制电路模块19。

在安装座7上对应于半圆柱形标牌盒3下方通过两侧的铜套24安装有转动轴4。转动轴4呈阶梯轴结构，转动轴4的一端（大轴端）伸出安装座7用于安装把手1，把手1由上端黑色尼龙球头和下端不锈钢轴组成，不锈钢轴两端带有螺纹，上端与黑色尼龙球头固定，下端与转动轴4连接。在转动轴4两侧的安装座7上还设置有一对偏心轮5，把手1绕转动轴4旋转的角度限制在一对偏心轮5之间。

转动轴4的轴身用于安装主动指针8和输出主链轮20，主动指针8的一端穿过转动轴4的轴身，并通过与其垂直的螺钉固定在转动轴4的轴身上，输出主链轮20则通过直径4mm的弹性销和螺钉固定在转动轴4的轴身上。转动轴4的轴身上对应于铜套24处还嵌置有大挡圈25，使转动轴4不能轴向移动，只能转动。

转动轴4的另一端（小轴端）用于安装随动从链轮13，随动从链轮13活动套装在转动轴4的小轴端上，且在转动轴4的小轴端嵌置有小挡圈26，使随动从链轮13与转动轴4不能沿轴向移动，但可以相互转动。在随动从链轮13上设置有圆孔，随动指针9插入该圆孔，同时用螺钉将随动指针9钉牢。主动指针8和随动指针9呈倒L型结构，其长段分别与半圆柱形标牌盒3两侧的刻度标识相对应，其短段则分别与半圆柱形标牌盒3的圆弧面柔性塑料刻度牌相对应。这样，可以方便地从多个视角观察指针指向。

输出主链轮20通过第一环状链条28与输出从链轮22相连，输出从链轮22与电位器23的输入轴相连。在输出安装板10的长条形槽内设置有第一惰轮装置21，第一惰轮装置21可以在该长条形槽内滑动，从而调节第一环状链条28的张紧力。

随动从链轮13通过第二环状链条15与随动主链轮17相连，随动主链轮17与步进电机12的输出轴相连。在输入安装板11上还设置有开关装置16和与其配合实现通断的开关27，开关装置16的旋转链轮与第二环状链条15啮合配合。从而实现随动主链轮17、随动从链轮13和开关装置16的联动。在输入安装板11的长条形槽内设置有第二惰轮装置14，第二惰轮装置14可以在该长条形槽内滑动，从而调节第二环状链条15的张紧力。

本实用新型工作时，转动把手1，带动转动轴4旋转，转动轴4上的主动指针8和输出主链轮20跟着一起转动，输出主链轮20又通过第一环状链条28带动输出从链轮22转动，此时与输出从链轮22相连的电位器23会输出一个4~20mA电流信号，该电流信号控制主机转速。与此同时，电路控制模块19采集与处理主机实际转速得到对应的电流信号，通过步进电机驱动器18驱动步进电机12转动，从而带动随动主链轮17一起转动，并通过第二环状链条15带动开关装置16、随动从链轮13和随动指针9一起转动。随动指针9和主动指针8转动的角度一致，表示控制回路正常。开关装置16的转动，控制开关27的通断。开关27的通断信号输入到电路控制模块19，用于实现随动指针9的零位、满位校正，消除步进电机12的低速抖动。

Claims

1.一种船用指针随动控制手柄，包括安装座（7），所述安装座（7）的上部固定有半圆柱形标牌盒（3），所述安装座（7）的下部固定有输出安装板（10）和输入安装板（11），所述输出安装板（10）上设置有控制主机转速的电位器（23），所述输入安装板（11）上设置有通过导线连接的步进电机（12）、步进电机驱动器（18）和控制电路模块（19），其特征在于：

所述安装座（7）上对应于半圆柱形标牌盒（3）下方设置有转动轴（4），所述转动轴（4）的一端与把手（1）固定连接，所述转动轴（4）的轴身上固定连接有主动指针（8）和输出主链轮（20），所述转动轴（4）的另一端与随动从链轮（13）转动连接，所述随动从链轮（13）上固定连接有随动指针（9），所述主动指针（8）和随动指针（9）分别与半圆柱形标牌盒（3）两侧的刻度标识相对应；

所述输出主链轮（20）通过第一环状链条（28）与输出从链轮（22）相连，所述输出从链轮（22）与电位器（23）的输入轴相连；所述随动从链轮（13）通过第二环状链条（15）与随动主链轮（17）相连，所述随动主链轮（17）与步进电机（12）的输出轴相连。

2.根据权利要求1所述的船用指针随动控制手柄，其特征在于：所述输入安装板（11）上设置有开关装置（16）和与其配合实现通断的开关（27），所述开关装置（16）的旋转链轮与第二环状链条（15）啮合配合。

3.根据权利要求1或2所述的船用指针随动控制手柄，其特征在于：所述输出安装板（10）的长条形槽内设置有第一惰轮装置（21），所述第一惰轮装置（21）与第一环状链条（28）张紧配合。

4.根据权利要求1或2所述的船用指针随动控制手柄，其特征在于：所述输入安装板（11）的长条形槽内设置有第二惰轮装置（14），所述第二惰轮装置（14）与第二环状链条（15）张紧配合。

5.根据权利要求1或2所述的船用指针随动控制手柄，其特征在于：所述转动轴（4）两侧的安装座（7）上设置有一对偏心轮（5），所述把手（1）绕转动轴（4）旋转的角度限制在一对偏心轮（5）之间。

6.根据权利要求1或2所述的船用指针随动控制手柄，其特征在于：所述半圆柱形标牌盒（3）由金属骨架、设置在金属骨架两侧的半圆形有机玻璃刻度牌、以及设置在两侧半圆形有机玻璃刻度牌之间的圆弧面柔性塑料刻度牌构成；所述主动指针（8）和随动指针（9）呈倒L型结构，与半圆柱形标牌盒（3）上的刻度相匹配。

7.根据权利要求1或2所述的船用指针随动控制手柄，其特征在于：所述半圆柱形标牌盒（3）的外周设置有透明护罩（2），所述透明护罩（2）通过护罩压板（6）固定在安装座（7）上。