CN213800140U - 一种用于舵桨回转自整角机控制电路 - Google Patents
一种用于舵桨回转自整角机控制电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于舵桨回转自整角机控制电路，括角位移检测电路和输出电路；角位移检测电路包括相敏放大器；相敏放大器读取舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号；相敏放大器输出比较信号；输出电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；比较信号同时输入第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端；第一运算放大器的反相输入端输入高电平比较信号，第一运算放大器的输出端输出第一转向信号；第二运算放大器的同相输入端输入低电平比较信号，第二运算放大器的输出端输出第二转向信号，实现了控制电路的小型化、高性能、高可靠性、高灵敏度等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及舵桨控制领域，具体涉及一种用于舵桨回转自整角机控制电路。
背景技术
自整角机是利用自整步特性将转角信号变为电压信号或将电压信号转变为转角信号的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。在舵桨控制的过程中，希望使用控制手柄来实现对于舵桨本体的控制。例如，可以实现当控制手柄转向时，则舵桨本体跟随转向。现有技术中，有一些使用机械结构实现的方式，但是，这样的方式不甚灵敏，体积较大，可靠性也较低。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种用于舵桨回转自整角机控制电路。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种用于舵桨回转自整角机控制电路，包括角位移检测电路和输出电路；
角位移检测电路包括相敏放大器；相敏放大器读取舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号；相敏放大器输出比较信号；
输出电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；比较信号同时输入第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端；第一运算放大器的反相输入端输入高电平比较信号，第一运算放大器的输出端输出第一转向信号；第二运算放大器的同相输入端输入低电平比较信号，第二运算放大器的输出端输出第二转向信号；
第一转向信号输入第一回转电磁阀；第二转向信号输入第二回转电磁阀。
其进一步的技术方案为：所述相敏放大器的型号为LZX1C；舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号输入至相敏放大器的第二端；控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号输入至相敏放大器的第一端；相敏放大器的第九端和第十端输出比较信号。
其进一步的技术方案为：还包括放大电路；角位移检测电路所输出的比较信号输入至放大电路的输入端；放大电路的输出端所输出的信号作为比较信号同时输入第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端。
其进一步的技术方案为：所述放大电路包括型号为op07的放大芯片。
其进一步的技术方案为：输出电路包括型号为LM393的双电压比较器；高电平比较信号输入至双电压比较器的第二端；低电平比较器输入至双电压比较器的第五端；比较信号同时输入至双电压比较器的第三端和第六端；双电压比较器的第一端输出第一转向信号；双电压比较器的第二端输出第二转向信号。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型通过分离式的电子元器件，将相敏放大器、输出电路作为的驱动器等较为可靠的电子元件组成本实用新型所公开的电路，大大减小了电路的体积，实现了控制电路的小型化、高性能、高可靠性、高灵敏度等优点，可以有效的通过控制手柄来控制舵桨本体的转向问题，保证舵桨本体实时与控制手柄保持同步。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构示意图。
图2为本实用新型的相敏放大器的一个实施例的示意图。
图3为本实用新型的输出电路的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
在舵桨本体上安装有自整角机，可以将舵桨本体旋转的转角信号转换为电压信号，在控制手柄上安装有自整角机，可以将控制手柄旋转的转角信号转换为电压信号。在舵桨本体上还安装有第一回转电磁阀和第二回转电磁阀，用来分别控制舵桨本体朝向左转或者朝向右转。自整角机以及回转电磁阀的安装方式在领域内为常见的现有技术，不是本实用新型的创新点。
图1为本实用新型的电路结构示意图。如图1所示，用于舵桨回转自整角机控制电路，包括角位移检测电路和输出电路。
角位移检测电路包括相敏放大器。相敏放大器读取舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号。相敏放大器输出比较信号。当舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号不同时，相敏放大器所输出的比较信号为高电平或者低电平，当舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号相同时，相敏放大器所输出的比较信号为0。
图2为本实用新型的相敏放大器的一个实施例的示意图。如图2所示，具体的，相敏放大器可以选择型号为LZX1C的芯片。舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号通过第一电阻R1输入至相敏放大器的第二端A1。控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号通过第二电阻R2输入至相敏放大器的第三端A2。相敏放大器的第九端和第十端A3输出比较信号。相敏放大器将舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号与控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号相比较，作为调节的依据。在图2中，第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5组成的串联电路连接于相敏放大器的第六端和第七端，且第五电阻R5的调节端连接于相敏放大器的第八端，第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5组成零点调节电路，保证当舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号一致时，相敏放大器的输出为0。
输出电路包括第一运算放大器和第二运算放大器。比较信号同时输入第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端。第一运算放大器的反相输入端输入高电平比较信号，第一运算放大器的输出端输出第一转向信号。第二运算放大器的同相输入端输入低电平比较信号，第二运算放大器的输出端输出第二转向信号。
图3为本实用新型的输出电路的一个实施例的示意图。如图3所示，具体的，输出电路是型号为LM393的双电压比较器，型号为LM393的双电压比较器本身包括第一运算放大器U2和第二运算放大器U3。其中，型号为LM393的双电压比较器的第二端为第一运算放大器U2的反相输入端，第三端为第一运算放大器U2的同相输入端，第一端为第一运算放大器U2的输出端，第六端为第二运算放大器U3的反相输入端，第五端为第二运算放大器U3的同相输入端，第七端为第二运算放大器U3的输出端。
在图3中，第六电阻R6和第七电阻R7串联为分压电路，一端连接于15V电压，另一端作为高电平比较信号V1，连接于双电压比较器的第二端，第一二极管D1的阴极连接至第六电阻R6和第七电阻R7的公共端，第一二极管D2的阳极接地。第三二极管D3的阳极连接双电压比较器的第一端，第三二极管D3的阴极B2输出第一转向信号。
第十一电阻R11和第十二电阻R12串联为分压电路，一端连接于-15V电压，另一端作为低电平比较信号V2，连接于双电压比较器的第五端。第二二极管D2的阳极连接第十一电阻R11和第十二电阻R12的公共端，第二二极管D2的阴极接地。第四二极管D4的阳极连接双电压比较器的第七端，第四二极管D4的阴极B3输出第二转向信号。
第八电阻R8和第十电阻R10串联，一端连接于双电压比较器的第三端，另一端连接于双电压比较器的第六端。第八电阻R8和第十电阻R10的公共端作为比较信号的输入端B1。第九电阻R9和第十三电阻R13串联，一端连接至双电压比较器的第一端，另一端连接至双电压比较器的第七端。第九电阻R9和第十三电阻R13作为输出电阻。
第一转向信号输入第一回转电磁阀。第二转向信号输入第二回转电磁阀。型号为LM393的双电压比较器输出负载电阻能驱动任何在可允许电源电压范围内的负载，一般的，船用推进器回转控制电磁阀的电源电压为DC24V，电磁阀型号为榆次液压DSG-01-3C2-D24-N1-50，可以符合图3所示的输出电路的负载要求，可以被型号为LM393的双电压比较器所驱动。
优选的，如图1所示，还包括放大电路。角位移检测电路所输出的比较信号输入至放大电路的输入端。放大电路的输出端所输出的信号作为比较信号同时输入第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端。放大电路可以使用型号为op07的放大芯片来实现信号的放大。型号为op07的放大芯片实现信号放大的功能在本领域较为常见，具体不再赘述。
本实用新型的工作原理为：安装在舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号与安装在控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号都依次经过角位移检测电路、放大电路和输出电路，最后驱动第一回转电磁阀和第二回转电磁阀，进而控制舵桨本体的转动。其中以控制手柄的自整角机作为基准信号或者驱动信号。
在一个实施例中，初始位置时，舵桨本体的自整角机和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号相同时，角位移检测电路不输出比较信号。当控制手柄的自整角机朝向第一方向改变当前位置时，舵桨本体的自整角机和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号不同，角位移检测电路中的相敏放大器输出比较信号为高电平，经过放大电路放大，输入至输出电路。当比较信号经过放大后，数值大于高电平比较信号V1，则第一运算放大器U1输出高电平，驱动第一回转电磁阀，控制舵桨本体的自整角机朝向第一方向转动，直至其与控制手柄的自整角机同步。同理，当控制手柄的自整角机朝向第二方向改变当前位置时，舵桨本体的自整角机和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号不同，角位移检测电路中的相敏放大器输出比较信号为低电平，并经过放大电路放大，输入至输出电路。当比较信号经过放大后，数值低于低电平比较信号V2，则第二运算放大器U2输出高电平，驱动第二回转电磁阀，控制舵桨本体的自整角机朝向第二方向转动，直至其与控制手柄的自整角机同步。第一方向为左时，第二方向为右。也可以根据实际情况调整第一方向和第二方向所代表的方向。
所以，通过本实用新型所述的电路，可判断舵桨实时位置，并可以驱动液压回转电磁阀，带动舵桨本体角机转动，当舵桨本体的自整角机与控制手柄的自整角机之间的方向相同时，角位移检测电路不输出信号，进而实现舵桨本体实时与控制手柄保持同步。
以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型的基本结构的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。
Claims (5)
1.一种用于舵桨回转自整角机控制电路，其特征在于：包括角位移检测电路和输出电路；
角位移检测电路包括相敏放大器；相敏放大器读取舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号和控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号；相敏放大器输出比较信号；
输出电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；比较信号同时输入第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端；第一运算放大器的反相输入端输入高电平比较信号，第一运算放大器的输出端输出第一转向信号；第二运算放大器的同相输入端输入低电平比较信号，第二运算放大器的输出端输出第二转向信号；
第一转向信号输入第一回转电磁阀；第二转向信号输入第二回转电磁阀。
2.根据权利要求1所述的用于舵桨回转自整角机控制电路，其特征在于：所述相敏放大器的型号为LZX1C；舵桨本体的自整角机所输出的角位移电压信号输入至相敏放大器的第二端；控制手柄的自整角机所输出的角位移电压信号输入至相敏放大器的第一端；相敏放大器的第九端和第十端输出比较信号。
3.根据权利要求1所述的用于舵桨回转自整角机控制电路，其特征在于：还包括放大电路；角位移检测电路所输出的比较信号输入至放大电路的输入端；放大电路的输出端所输出的信号作为比较信号同时输入第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端。
4.根据权利要求3所述的用于舵桨回转自整角机控制电路，其特征在于：所述放大电路包括型号为op07的放大芯片。
5.根据权利要求1所述的用于舵桨回转自整角机控制电路，其特征在于：输出电路包括型号为LM393的双电压比较器；高电平比较信号输入至双电压比较器的第二端；低电平比较器输入至双电压比较器的第五端；比较信号同时输入至双电压比较器的第三端和第六端；双电压比较器的第一端输出第一转向信号；双电压比较器的第二端输出第二转向信号。
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