CN219141741U - 一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，包括：传感器、定位元件、卡销螺钉、保护环和基座；外围部件为舵机、舵板和鳍板；鳍板与舵机固定连接，基座固定安装在鳍板上，传感器和保护环固定设置在基座上，其中，保护环位于传感器和基座之间；保护环的内侧形成一个空腔；定位元件同轴设置在该空腔内，定位元件通过卡销螺钉与舵机的输出轴固定连接；舵机的输出轴、定位元件和传感器的中心轴位于同一条直线上；本实用新型装置结构简单，测量精度高，安装方便快捷，能够提高测量效率。

Description

一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置

技术领域

本实用新型属于测控技术领域，具体涉及一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置。

背景技术

目前我国的主动攻击水雷主要包括系留平台与战斗载荷两部分，在战斗载荷发射出去后，需要通过舵机对战斗载荷的水中姿态和水下弹道进行控制，完成精确制导打击。舵机操控的准确性和输出轴旋转角度的精度将影响整个战斗载荷的打击性能。因此为了保证水雷战斗载荷舵机达到设计任务需求，就需对舵机的输出轴的旋转角度进行测量。传统水雷战斗载荷舵机输出轴旋转角度的测量是采用用杠杆物理原理对每个舵板的旋转角度进行测量，通过电位器和传动杠杆来测量舵板的旋转角度，由于旋转半径不易确定、传动杠杆安装精度影响因素多，测量难度大,导致测试结果误差较大，测试效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，装置结构简单，测量精度高，安装方便快捷，能够提高测量效率。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，包括：电感式角度传感器、保护环和基座；其中，电感式角度传感器包括传感器和定位元件；

外围部件为舵机、舵板和鳍板；

鳍板与舵机的主体固定连接，与舵机的主体相对静止；舵板位于舵机与鳍板之间，舵机的输出轴穿过舵板后，与鳍板相对旋转连接；舵机的输出轴旋转可带动舵板摆动；

基座固定安装在鳍板上，相对于舵机的主体静止，传感器和保护环固定设置在基座上，其中，保护环位于传感器和基座之间，一端与传感器相抵，另一端与基座相抵；

保护环的内侧形成一个空腔；定位元件同轴设置在该空腔内；定位元件的中轴线处设置有卡销螺钉，卡销螺钉的头部与定位元件固定连接，尾部穿过基座与舵机的输出轴固定连接，定位元件可随舵机的输出轴转动；

舵机的输出轴、定位元件和传感器的中心轴位于同一条直线上；

传感器设置有电缆，传感器通过电缆与外部的测量设备连接。

进一步的，定位元件为圆柱形结构，圆柱形结构的中心轴处设置有轴向通孔；定位元件上还设置有轴向通槽，轴向通槽的中心面穿过定位元件的中心轴设置，轴向通槽的深度大于定位元件的半径；

卡销螺钉为阶梯结构Ⅰ，从一端到另一端依次为大径段Ⅰ、中间凸台Ⅰ和小径段Ⅰ；大径段Ⅰ的端部的外圆周面设置有轴向凸台，小径段Ⅰ设置有外螺纹；

卡销螺钉的大径段Ⅰ与定位元件的轴向通孔孔轴配合，轴向凸台插设在定位元件的轴向通槽内，小径段Ⅰ与舵机的输出轴螺纹连接。

进一步的，基座包括一个圆环和两个固定支板，圆环的端面与保护环相抵，圆环的内圆周的直径大于定位元件的最大直径；

令保护环所在的方向为圆环的上方，相反的方向为圆环的下方，圆环向侧面延伸设置两个长条形板，两个固定支板一一对应连接在两个长条形板的下方，两个固定支板相互平行；每个固定支板上均设置一个以上螺纹孔A；

基座架设在鳍板上，基座的圆环与舵机的输出轴同轴，基座的两个固定支板分别与鳍板两个相对的表面一一相对，与螺纹孔A数量相同的螺钉与固定支板上的螺纹孔A一一对应螺纹连接，每个螺钉的端部与鳍板两个相对的表面相抵，从而使基座固定在鳍板上。

进一步的，螺钉的端部与鳍板之间设置有橡胶垫。

进一步的，所述测量装置还包括定位螺钉；

定位螺钉为阶梯结构，从一端到另一端依次为大径段Ⅱ、中间段和小径段Ⅱ，小径段Ⅱ设置有外螺纹；

卡销螺钉的大径段Ⅰ的端部中心处设置有螺纹孔B；定位螺钉的小径段Ⅱ与卡销螺钉螺纹连接；中间段与小径段形成的台阶面与定位元件的端面相抵；传感器为圆环形结构，定位螺钉的大径段Ⅱ同轴位于传感器的内部空腔内，与传感器的内壁面间隙配合。

有益效果：

(1)本实用新型中的传感器通过基座固定在鳍板上，与舵机的主体相对静止；定位元件通过卡销螺钉固定在舵机的输出轴上，随舵机的输出轴同轴转动，从而与传感器相对转动，传感器将定位元件的旋转角度转换为电压信号输出至测量设备，实现对舵机旋转角度的测量，不受旋转半径的限制，消除了传统杠杆测量原理下传动杠杆安装间隙对测量精度的影响，测量精度高，且节省测量空间，故障率低，测量效率高。

此外，保护环一端与传感器相抵，另一端与基座相抵，通过设计保护环的高度，可以保证定位元件与传感器之间的距离符合测量要求，保证测量精度。

(2)本实用新型中卡销螺钉为阶梯结构Ⅰ，大径段Ⅰ与定位元件的轴向通孔孔轴配合，轴向凸台插设在定位元件的轴向通槽内，从而使定位元件能随卡销螺钉的转动而转动；卡销螺钉的尾部设置有螺纹与舵机的输出轴螺纹连接；通过设置卡销螺钉的结构，与市场上成熟的定位元件产品进行配合，使舵机的输出轴带动卡销螺钉转动，卡销螺钉带动定位元件转动，从而实现定位元件与舵机的输出轴的同轴转动。

(3)本实用新型基座架设在鳍板上，基座的两个固定支板分别与鳍板两个相对的表面一一相对，与螺纹孔A数量相同的螺钉与固定支板上的螺纹孔A一一对应螺纹连接，每个螺钉的端部与鳍板两个相对的表面相抵；所以本实用新型可以适用于不同厚度的鳍板，只要鳍板的厚度小于基座的两个固定支板之间的距离，就能将基座固定在鳍板上，适用于对多种水雷战斗载荷舵机输出轴旋转角度的测量场合。

(4)本实用新型中螺钉的端部与鳍板之间设置有橡胶垫，防止测试过程中基座与鳍板滑动，影响测量结果，从而保证测量的精度。

(5)本实用新型中还设置有定位螺钉，定位螺钉的小径段Ⅱ与卡销螺钉螺纹连接，定位螺钉的大径段Ⅱ同轴位于传感器的内部空腔内，与传感器的内壁面间隙配合，通过设置定位螺钉使得在鳍板上固定安装传感器、保护环和基座时，能快速将传感器与定位元件的中心轴对准，找准基座的安装位置，提高安装效率。

附图说明

图1为本实用新型测量装置的正面爆炸图；

图2为本实用新型测量装置的侧剖视图；

图3为定位元件示意图；

图4为卡销螺钉示意图；其中，(1)局部剖视图，(2)俯视图；

图5为基座示意图；其中，(1)为主视图，(2)为侧视图，(3)为俯视图；

图6为定位螺钉示意图；其中，(1)为主视图，(2)为局部俯视图。

其中，1-卡销螺钉，2-定位螺钉，3-紧固件，6-传感器，7-定位元件，8-保护环，9-基座，10-螺钉，11-橡胶垫，12-电缆，13-舵机，14-舵板，15-鳍板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例1：

本实施例提供了一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，参见附图1和2，包括：电感式角度传感器、保护环8和基座9；

电感式角度传感器包括传感器6和定位元件7；

外围部件为舵机13、舵板14和鳍板15；

鳍板15与舵机13的主体固定连接，与舵机13的主体相对静止；舵板14位于舵机13与鳍板15之间，舵机13的输出轴穿过舵板14后，与鳍板15相对旋转连接，如通过轴承连接；舵机13的输出轴旋转可带动舵板14摆动，以对战斗载荷的水中姿态和水下弹道进行控制。

基座9固定安装在鳍板15上，相对于舵机13的主体静止；传感器6和保护环8通过紧固件3同轴固定设置在基座9上，其中，保护环8位于传感器6和基座9之间，一端与传感器6相抵，另一端与基座9相抵；

保护环8的内侧形成一个空腔；定位元件7同轴设置在该空腔内；定位元件7的中轴线处设置有卡销螺钉1，卡销螺钉1的头部与定位元件7固定连接，尾部穿过基座9与舵机13的输出轴固定连接，使得定位元件7可随舵机13的输出轴转动；从而实现定位元件7相对于传感器6的转动；

舵机13的输出轴、定位元件7和传感器6的中心轴位于同一条直线上。

传感器6设置有电缆12，传感器6通过电缆12与外部的测量设备(图中未画出)连接。

本实施例中，定位元件7随舵机13的输出轴同轴转动，与传感器6相对转动，传感器6将定位元件7的旋转角度转换为电压信号输出至测量设备，实现对舵机旋转角度的测量，测量精度高。

此外，保护环8一端与传感器6相抵，另一端与基座9相抵，通过设计保护环8的高度，可以保证定位元件7与传感器6之间的距离符合测量要求，保证测量精度。

参见附图3，定位元件7为圆柱形结构，圆柱形结构的中心轴处设置有轴向通孔；定位元件7上还设置有轴向通槽，轴向通槽的中心面穿过定位元件7的中心轴设置，轴向通槽的深度大于定位元件7的半径；

参见附图4，卡销螺钉1为阶梯结构Ⅰ，从一端到另一端依次为大径段Ⅰ、中间凸台Ⅰ和小径段Ⅰ；大径段Ⅰ的端部的外圆周面设置有轴向凸台，小径段Ⅰ设置有外螺纹；

卡销螺钉1的大径段Ⅰ与定位元件7的轴向通孔孔轴配合，轴向凸台插设在定位元件7的轴向通槽内，使得定位元件7能与卡销螺钉共同旋转；卡销螺钉1上的中间凸台Ⅰ与大径段Ⅰ形成的台阶面与定位元件7的端面相抵；小径段Ⅰ与舵机13的输出轴的端部螺纹连接；舵机13的输出轴旋转带动卡销螺钉1旋转，从而带动定位元件7旋转。

参见附图5，基座9包括一个圆环和两个固定支板，圆环的端面与保护环8相抵，圆环的内圆周的直径大于定位元件7的最大直径；使得定位元件7可穿过基座9的圆环；

令保护环8所在的方向为圆环的上方，相反的方向为圆环的下方，圆环向侧面延伸设置两个长条形板，两个固定支板一一对应连接在两个长条形板的下方，两个固定支板相互平行；每个固定支板上均设置一个以上螺纹孔A；

基座9架设在鳍板15上，基座9的圆环与舵机13的输出轴同轴，基座9的两个固定支板分别与鳍板15两个相对的表面一一相对，与螺纹孔A数量相同的螺钉10与固定支板上的螺纹孔A一一对应螺纹连接，每个螺钉10的端部与鳍板15两个相对的表面相抵，从而使基座9固定在鳍板15上；螺钉10的端部与鳍板15之间设置有橡胶垫11，防止测试过程中基座9与鳍板滑动，影响测量结果。

安装方法：

步骤S1：组装定位元件7和卡销螺钉1，将定位元件7通过卡销螺钉1螺纹安装在舵机13的输出轴端部，使定位元件7与舵机13的输出轴的中心轴位于同一条直线上；

步骤S2：组装传感器6、保护环8和基座9，将传感器6和保护环8通过基座9安装在鳍板上，且使传感器6的与定位元件7的中心轴位于同一条直线上。

工作原理：

电感式角度传感器的原理是基于定位元件7和传感器6之间的振荡电路耦合，从而按定位元件7的角度比例输出信号。

本实施例中，定位元件7随舵机13的输出轴转动，传感器6与舵机13的主体的主体相对静止，通过定位元件7和传感器6之间的相对转动，将定位元件7的旋转角度转换为电压信号输出至测量设备，实现舵机13的主体旋转角度的测量。

测量方法：

在被测舵机转动前，先采集一次传感器6的输出电压并换算成角度作为零位角度θ₀。控制被测舵机转动，舵机带动定位元件7旋转，定位元件7的转动在传感器中产生新的电压信号，检测设备采集到电压信号后计算出当前角度θ₁。当前角度θ₁和零位角度θ₀的差值即为被测舵机旋转的角度。

实施例2：

本实施例基于实施例1，提供了一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，参见附图1和附图2和附图6，还包括定位螺钉2；

定位螺钉2为阶梯结构，从一端到另一端依次为大径段Ⅱ、中间段和小径段Ⅱ，小径段Ⅱ设置有外螺纹；

卡销螺钉1的大径段Ⅰ的端部中心处设置有螺纹孔B；定位螺钉2的小径段Ⅱ与卡销螺钉1螺纹连接；中间段与小径段形成的台阶面与定位元件7的端面相抵；传感器6为圆环形结构，定位螺钉2的大径段Ⅱ同轴位于传感器6的内部空腔内，与传感器6的内壁面间隙配合；通过设置定位螺钉2使得在鳍板上固定安装传感器6、保护环8和基座9时，能快速将传感器6与定位元件7的中心轴对准，找准基座9的安装位置。

安装方法：

步骤S1：组装定位元件7、卡销螺钉1为组件Ⅰ，将组件Ⅰ通过卡销螺钉1螺纹安装在舵机13的输出轴端部，从而使定位元件7与舵机13的输出轴的中心轴位于同一条直线上；

步骤S2：将定位螺钉2与组件Ⅰ中的卡销螺钉1螺纹配合安装；

步骤S3：组装传感器6、保护环8和基座9为组件Ⅱ，通过定位螺钉2将组件Ⅱ定位安装在鳍板上，从而使传感器6的与定位元件7的中心轴位于同一条直线上。

其余连接关系、工作原理与测量方法均与实施例1相同，此处不再赘述。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，其特征在于，包括：电感式角度传感器、保护环和基座；其中，电感式角度传感器包括传感器和定位元件；

外围部件为舵机、舵板和鳍板；

鳍板与舵机的主体固定连接，与舵机的主体相对静止；舵板位于舵机与鳍板之间，舵机的输出轴穿过舵板后，与鳍板相对旋转连接；舵机的输出轴旋转可带动舵板摆动；

基座固定安装在鳍板上，相对于舵机的主体静止，传感器和保护环固定设置在基座上，其中，保护环位于传感器和基座之间，一端与传感器相抵，另一端与基座相抵；

保护环的内侧形成一个空腔；定位元件同轴设置在该空腔内；定位元件的中轴线处设置有卡销螺钉，卡销螺钉的头部与定位元件固定连接，尾部穿过基座与舵机的输出轴固定连接，定位元件可随舵机的输出轴转动；

舵机的输出轴、定位元件和传感器的中心轴位于同一条直线上；

传感器设置有电缆，传感器通过电缆与外部的测量设备连接。

2.如权利要求1所述一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，其特征在于，定位元件为圆柱形结构，圆柱形结构的中心轴处设置有轴向通孔；定位元件上还设置有轴向通槽，轴向通槽的中心面穿过定位元件的中心轴设置，轴向通槽的深度大于定位元件的半径；

卡销螺钉为阶梯结构Ⅰ，从一端到另一端依次为大径段Ⅰ、中间凸台Ⅰ和小径段Ⅰ；大径段Ⅰ的端部的外圆周面设置有轴向凸台，小径段Ⅰ设置有外螺纹；

卡销螺钉的大径段Ⅰ与定位元件的轴向通孔孔轴配合，轴向凸台插设在定位元件的轴向通槽内，小径段Ⅰ与舵机的输出轴螺纹连接。

3.如权利要求2所述一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，其特征在于，基座包括一个圆环和两个固定支板，圆环的端面与保护环相抵，圆环的内圆周的直径大于定位元件的最大直径；

令保护环所在的方向为圆环的上方，相反的方向为圆环的下方，圆环向侧面延伸设置两个长条形板，两个固定支板一一对应连接在两个长条形板的下方，两个固定支板相互平行；每个固定支板上均设置一个以上螺纹孔A；

基座架设在鳍板上，基座的圆环与舵机的输出轴同轴，基座的两个固定支板分别与鳍板两个相对的表面一一相对，与螺纹孔A数量相同的螺钉与固定支板上的螺纹孔A一一对应螺纹连接，每个螺钉的端部与鳍板两个相对的表面相抵，从而使基座固定在鳍板上。

4.如权利要求3所述一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，其特征在于，螺钉的端部与鳍板之间设置有橡胶垫。

5.如权利要求2-4任意一项所述一种水雷舵机输出轴旋转角度测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括定位螺钉；

定位螺钉为阶梯结构，从一端到另一端依次为大径段Ⅱ、中间段和小径段Ⅱ，小径段Ⅱ设置有外螺纹；

卡销螺钉的大径段Ⅰ的端部中心处设置有螺纹孔B；定位螺钉的小径段Ⅱ与卡销螺钉螺纹连接；中间段与小径段形成的台阶面与定位元件的端面相抵；传感器为圆环形结构，定位螺钉的大径段Ⅱ同轴位于传感器的内部空腔内，与传感器的内壁面间隙配合。

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