一种水下运载器电舵控制装置论文和设计-陈燕鹏

全文摘要

本实用新型公开了一种水下运载器电舵控制装置，按下左转开关，控制板控制水密电机正转，推杆上的滑块向左运动，滑块上的齿条带动舵轴上的齿轮转动，舵板从右到左偏转，运载器开始向左转弯，当推杆上的滑块运动到左限位开关处，左侧常闭限位开关断开，控制板收到限位信号后关断电机电源，舵板停止转动并锁死；按下右转开关，控制板控制水密电机反转，推杆上的滑块向右运动，滑块上的齿条带动舵轴上的齿轮转动，舵板从左到右偏转，运载器开始向右转弯，当推杆上的滑块运动到右限位开关处，右侧常闭限位开关断开，控制板收到限位信号后关断电机电源，舵板停止转动并锁死；同时按下左右转向开关控制板不输出电压，水密电机停止工作。

设计方案

1.一种水下运载器电舵控制装置，由推杆结构、水密电机、控制装置组成，其特征在于，通过控制装置控制水密电机转向，带动推杆结构运动使舵板左右偏转，从而实现水下运载器转向，且可实现舵板限位保护功能。

2.根据权利要求1所述的一种水下运载器电舵控制装置，其特征在于，所述推杆结构，包括丝杆(11)、限位滑杆(4)、滑块(6)、舵轴齿轮(13)；滑块(6)上面有左感应磁铁(5)、右感应磁铁(8)、限位滑杆孔(7)、丝杆螺孔(15)和滑块齿条(12)；丝杆(11)由左轴承固定座(2)和右轴承固定座(9)上的轴承固定，丝杆(11)通过滑块(6)上的丝杆螺孔(15)旋转，可使滑块(6)左右移动；限位滑杆(4)由左轴承固定座(2)和右轴承固定座(9)上的滑杆固定孔(17)抱死固定，限位滑杆(4)穿过滑块(6)上的限位滑杆孔(7)，通过限位滑杆(4)可以限制滑块(6)移动位置；舵轴齿轮(13)和滑块齿条(12)紧密配合固定在一起，舵板的轴通过平剑固定在舵轴固定孔(14)上，滑块(6)移动可带动带动舵轴齿轮(13)转动。

3.根据权利要求1所述的一种水下运载器电舵控制装置，其特征在于，所述水密电机，其中减速电机(29)采用直流有刷减速电机，安装在水密外壳(26)内，具有防水功能。

4.根据权利要求1所述的一种水下运载器电舵控制装置，其特征在于，所述控制装置，包括左转开关、右转开关和控制板；左转开关、右转开关分别与控制板连接，控制板采用直流12V供电，按下左转开关，控制板输出正向电压，水密电机正转；按下右转开关，控制板输出负向电压，水密电机反转；同时按下左右转开关，控制板不输出电压，水密电机停止工作。

5.根据权利要求1所述的一种水下运载器电舵控制装置，其特征在于，滑块(6)向左运动，滑块(6)上的左感应磁铁(5)接近左限位开关位置时，左限位开关断开，水密电机停止工作；滑块(6)向右运动，滑块(6)上的右感应磁铁(8)接近右限位开关位置时，右限位开关断开，水密电机停止工作，滑块(6)停止运动，锁住舵板，实现舵板限位保护功能。

设计说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，涉及一种水下运载器电舵控制装置。

背景技术

水下运载器在海滩登陆，浅水作战，搜救打捞，水下考古等领域有极大的应用价值，因其个头小、快速灵活、隐蔽性好，成本低等优点，市场前景广阔。水下运载器采用泵喷设计，在喷口处需要安装舵板来调整运载器的转向，舵板因受强大水流冲击，在达到一定角度时受到喷力作用，通过人力操控舵板回正比较困难，而且，当水下运载器需要保持舵板在某一定角度上不变动，需要有锁住舵板的功能，同时舵板操控要简便、省力，故对水下运载器的舵控装置提出了新的要求。

发明内容

为了满足上述要求，本发明提供一种水下运载器电舵控制装置，转向控制信号作用在控制板上，控制板输出正向、负向电压来控制水密电机正转、反转，水密电机正转、反转带动推杆上的滑块向左、向右运动，滑块上的齿条带动舵轴上的齿轮转动，从而改变了舵板的方向，因丝杆和滑块的配合，舵轴可以自锁不动，只有当水密电机轴转动时舵板才会转动，操作简便、省力。

本发明所采用的技术方案是，一种水下运载器电舵控制装置，由推杆结构、水密电机、控制装置组成。所述推杆结构，包括丝杆、限位滑杆、滑块、舵轴齿轮，滑块上面有左感应磁铁、右感应磁铁、限位滑杆孔、丝杆螺孔和滑块齿条；丝杆由左轴承固定座和右轴承固定座上的轴承固定，丝杆通过滑块上的丝杆螺孔旋转，可使滑块左右移动；限位滑杆由左轴承固定座和右轴承固定座上的滑杆固定孔抱死固定，限位滑杆穿过滑块上的限位滑杆孔，通过限位滑杆可以限制滑块移动位置；舵轴齿轮和滑块齿条紧密配合固定在一起，舵板的轴通过平剑固定在舵轴固定孔上，滑块移动可带动带动舵轴齿轮转动。

进一步的，减速电机通过减速电机限位固定孔安装在水密外壳的减速电机安装孔内，减速电机采用直流有刷减速电机，减速电机的正极导线和负极导线通过后盖上的导线灌封孔伸出水密外壳，导线和灌封孔之间用灌封胶灌封，后盖用不锈钢螺杆通过后盖限位固定孔固定在后盖安装孔上，后盖和水密外壳之间安装有密封圈，密封圈固定在密封胶圈安装槽内，减速电机上设有碳刷和散热孔，减速电机的电机轴通过轴后密封圈和轴前密封圈密封，电机轴经过水密电机固定座和联轴器的右端相连，用螺杆通过联轴器上的电机轴抱死固定螺孔固定电机轴，联轴器的左端连接丝杆，整个水密外壳用不锈钢沉头螺杆通过沉头固定螺孔固定在水密电机固定座上，从而使水密电机具有防水功能。

进一步，控制装置包括左转开关、右转开关和控制板，左转开关、右转开关分别与控制板连接，控制板采用直流12V供电，按下左转开关，控制板输出正向电压，水密电机正转；按下右转开关，控制板输出负向电压，水密电机反转；同时按下电动左右转开关，控制板不输出电压，水密电机停止工作。

优先的是，电舵控制装置的控制板采用直流12V供电，供电电源接到接线端子POWER上，接线端子PM接电机的导线，接线端子JP3接左转开关，接线端子JP4接右转开关，接线端子JP1接左限位开关接头，接线端子JP2接右限位开关接头，电机正反转由双路继电器K1和K2控制，当按下左转开关，接线端子JP3的1脚和2脚接通，接线端子JP1的1脚和2脚接在左限位开关上，左限位开关处的常闭型干簧管在没有磁铁接近时为导通状态，此时电流流经电阻R1、R5到三极管T1的基极，三极管T1导通，继电器K1的控制端得电吸合，接线端子PM的1脚为负极，2脚为正极，电机正转，滑块向左运动，滑块上的左感应磁铁接近左限位开关干簧管位置时，左限位开关断开，接线端子JP1的1脚和2脚断开，三极管T1截止，继电器K1停止工作，电机停止工作，当按下右转开关，接线端子JP4的1脚和2脚接通，接线端子JP2的1脚和2脚接在右限位开关上，右限位开关处的常闭型干簧管在没有磁铁接近时为导通状态，此时电流流经电阻R2、R6到三极管T2的基极，三极管T2导通，继电器K2的控制端得电吸合，接线端子PM的1脚为正极，2脚为负极，电机反转，滑块向右运动，滑块上的右感应磁铁接近右限位开关干簧管位置时，右限位开关断开，接线端子JP2的1脚和2脚断开，三极管T2截止，继电器K2停止工作，电机停止工作。电机停止工作从而使滑块停止运动，锁住舵板，实现舵板限位保护功能。

本发明的有益效果是，本发明具有以下优点：

1、本发明可以精细的调节舵板的左转向和右转向，并锁死舵板，不受喷口水流的影响，使得运载器在前进时方向稳定不变；

2、本发明很好的解决在舵板达到一定角度时很难回正问题，具有限位保护功能；

3、本发明采用直流有刷减速电机可有效的降低电舵的制造成本，且使舵控操作更简单和更加省力。

附图说明

图1是本发明实施例的系统结构示意图。

图2是本发明实施例的推杆结构示意图。

图3是本发明实施例中的水密电机结构示意图。

图4是本发明实施例中的控制装置电路图。

具体实施方式

本发明实施例的系统结构：如图1所示，按下左转开关，控制板接收到左转开关信号后输出正负极正向的电压到水密电机的正负导线上，水密电机正转，推杆上的滑块6向左运动，滑块6上的滑块齿条12带动舵轴上的舵轴齿轮13转动，舵板从右到左偏转，舵板左侧水流减小，右侧水流增大，运载器开始向左转弯，当推杆上的滑块6运动到左限位开关处，左侧常闭限位开关断开，控制板收到限位信号后关断水密电机电源；按下右转开关，控制板接收到右转开关信号后输出正负极反向的电压到水密电机的正负导线上，水密电机反转，推杆上的滑块6向右运动，滑块6上的滑块齿条12带动舵轴上的舵轴齿轮13转动，舵板从左到右偏转，舵板左侧水流增大，右侧水流减小，运载器开始向右转弯，当推杆上的滑块6运动到右限位开关处，右侧常闭限位开关断开，控制板收到限位信号后关断水密电机电源；同时按下左右转向开关控制板不输出电压，水密电机停止工作。当滑块6向左运动，滑块6上的左感应磁铁5接近左限位开关位置时，左限位开关断开，水密电机停止工作；当滑块6向右运动，滑块6上的右感应磁铁8接近右限位开关位置时，右限位开关断开，水密电机停止工作，滑块6停止运动，锁住舵板，实现舵板限位保护功能。

本发明实施例的推杆结构：如图2所示，丝杆11由左轴承固定座2和右轴承固定座9上的轴承固定，使用的轴承均为不锈钢压力轴承，两不锈钢轴承上有固定孔，可把丝杆11抱死固定，在左右中心线上可承受大的推力和拉力，丝杆11通过滑块6上的丝杆螺孔15旋转，滑块6可左右移动，推杆结构的滑块6上面有左感应磁铁5、右感应磁铁8、限位滑杆孔7、丝杆螺孔15和滑块齿条12，左感应磁铁5和右感应磁铁8通过灌封胶灌封，限位滑杆4为滑块6限位，以保证滑块6可左右往复运动，限位滑杆4由左轴承固定座2和右轴承固定座9上的滑杆固定孔17抱死固定，限位滑杆4穿过滑块6上的限位滑杆孔7，两常闭型干簧管导线引出左限位开关接头1和右限位开关接头10，然后用灌封胶灌封在常闭型干簧管灌封孔18内，舵轴齿轮13和滑块齿条12紧密配合固定在一起，舵板的轴通过平剑固定在舵轴固定孔14上。所述推杆结构通过固定安装孔3固定在水下运载器上。

本发明实施例的水密电机结构：如图3所示，减速电机29通过减速电机限位固定孔28安装在水密外壳26的减速电机安装孔27内，减速电机29采用直流有刷减速电机，减速电机29的正极导线34和负极导线35通过后盖32上的导线灌封孔36伸出水密外壳26，导线和灌封孔之间用灌封胶灌封，后盖32用不锈钢螺杆通过后盖限位固定孔33固定在后盖安装孔30上，后盖32和水密外壳26之间安装有密封圈，密封圈固定在密封胶圈安装槽31内，减速电机29上设有碳刷37和散热孔38，减速电机29的电机轴41通过轴后密封圈39和轴前密封圈40密封，电机轴41经过水密电机固定座22和联轴器19的右端相连，用螺杆通过联轴器19上的电机轴抱死固定螺孔21固定电机轴41，联轴器19的左端连接丝杆11，整个水密外壳26用不锈钢沉头螺杆通过沉头固定螺孔23固定在水密电机固定座22上。

本发明实施例的电路控制原理：如图4所示，电舵控制装置的电控系统采用直流12V供电，供电电源接到接线端子POWER上，接线端子PM接电机的导线，接线端子JP3接左转开关，接线端子JP4接右转开关，接线端子JP1接左限位开关接头1，接线端子JP2接右限位开关接头10，电机正反转由双路继电器K1和K2控制，当按下左转开关，接线端子JP3的1脚和2脚接通，接线端子JP1的1脚和2脚接在左限位开关上，左限位开关处的常闭型干簧管在没有磁铁接近时为导通状态，此时电流流经电阻R1、R5到三极管T1的基极，三极管T1导通，继电器K1的控制端得电吸合，接线端子PM的1脚为负极，2脚为正极，电机正转，滑块6向左运动，滑块6上的左感应磁铁5接近左限位开关干簧管位置时，左限位开关断开，接线端子JP1的1脚和2脚断开，三极管T1截止，继电器K1停止工作，电机停止工作，当按下右转开关，接线端子JP4的1脚和2脚接通，接线端子JP2的1脚和2脚接在右限位开关上，右限位开关处的常闭型干簧管在没有磁铁接近时为导通状态，此时电流流经电阻R2、R6到三极管T2的基极，三极管T2导通，继电器K2的控制端得电吸合，接线端子PM的1脚为正极，2脚为负极，电机反转，滑块6向右运动，滑块6上的右感应磁铁8接近右限位开关干簧管位置时，右限位开关断开，接线端子JP2的1脚和2脚断开，三极管T2截止，继电器K2停止工作，水密电机停止工作。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

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