[发明专利]一种静液压驱动全回转舵桨与控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种静液压驱动全回转舵桨与控制系统及方法，属于中小型船舶领域。该装置包括螺旋桨叶驱动传动装置和转舵驱动传动装置；该控制系统包括全回转螺旋桨推进辅助驾驶系统；所述全回转螺旋桨推进辅助驾驶系统包括与主控制器均相连的航速传感器、航姿传感器、舵角传感器、螺旋桨转速传感器；本发明结构紧凑合理，以舵桨合一，PID控制，可精确调整航向舵角，减少人力频繁调整航向的推进方式；舵桨本体可360°绕垂直轴线回转，通过控制螺旋桨的旋转随舵回转角度使船获得最大的推力，较传统舵桨组合推进方式机动性得到极大提高。

技术领域

本发明属于中小型船舶领域。具体涉及一种静液压驱动全回转舵桨与控制系统及方法。

背景技术

舵和桨是船舶推进系统的重要组成部分，桨给船舶提供前进动力，舵控制船舶的前进方向。全回转舵桨是一种可绕其垂直轴作360°回转的推进装置，通过调整舵的转动角度可以改变船舶螺旋桨的朝向，从而获得任意方向的推力，实现船舶的前进、倒退、横移。现有全回转舵桨传动结构复杂，转舵精确度不够高。船舶的操控易受风浪流等干扰，存在操控不精确等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种静液压驱动全回转螺旋桨及其控制系统及控制方法；

通过设计垂直齿轮轴，在垂直齿轮轴上套装转舵壳体，使得浆叶从动齿轮将动力传递给垂直齿轮轴，另外，通过将转舵从动组合齿轮的凸缘与转舵壳体螺栓连接，使得转舵从动组合齿轮的动力传递给转舵壳体，从而将动力传递给下齿轮箱，通过上述结构设计节省了舵桨安装空间，传动平稳传动效率高；

通过设计全回转螺旋桨推进辅助驾驶系统，通过舵角传感器、螺旋桨转速传感器的设计从而能够精确控制转舵角度，可以自动根据舵轮指令调节舵角，降低水流、风速对船舶行驶的影响，提高推进效率，可解决现有全回转舵桨传动结构复杂、舵角转向不精确等技术问题。

为了达到本发明的目的，本发明的技术方案是：

一种静液压驱动全回转舵桨，包括动力输入装置包括螺旋桨叶驱动传动装置和转舵驱动传动装置；所述螺旋桨叶驱动装置包括螺旋桨叶驱动液压马达，所述螺旋桨叶驱动液压马达通过第一凸缘联轴器与桨叶动力轴连接，桨叶动力轴上通过键连接有桨叶驱动齿轮，桨叶驱动齿轮与桨叶从动齿轮啮合，桨叶从动齿轮通过键安装在垂直齿轮轴上，所述垂直齿轮轴的末端安装有锥齿轮，锥齿轮与大锥齿轮啮合，大锥齿轮安装在水平齿轮轴上，水平齿轮轴上还设置有浆叶；所述转舵驱动传动装置包括摆线液压马达，所述摆线液压马达通过第二凸缘联轴器与减速机连接，减速机输出端与转舵输入轴连接，转舵输入轴上通过键连接有转舵驱动齿轮，转舵驱动齿轮与转舵从动组合齿轮啮合，转舵从动组合齿轮套装在第一承重轴承上，且第一承重轴承设置在垂直齿轮轴上，所述垂直齿轮轴外套装有转舵壳体，转舵从动组合齿轮上的凸缘通过螺栓与转舵壳体连接；所述转舵壳体末端通过螺栓连接到下齿轮箱上。

本发明的另一个技术方案为：

静液压驱动全回转舵桨的控制系统，包括全回转螺旋桨推进辅助驾驶系统；所述全回转螺旋桨推进辅助驾驶系统包括与主控制器均相连的航速传感器、航姿传感器、舵角传感器、螺旋桨转速传感器；所述主控制器通过航速传感器、航姿传感器、舵角传感器、螺旋桨转速传感器获得期望信号，并将获得航向偏角、舵偏角、螺旋桨转速、油压系统压力等参量显示在仪表盘上。

进一步的，所述舵角传感器经传感器支撑架安装在减速机上方，舵角传感器轴端通过平行切缝式联轴器与第二过渡轴连接，所述第二过渡轴设置在转舵输入轴上，舵角传感器用来检测舵桨偏离初始角度。

进一步的，所述螺旋桨转速传感器通过片式联轴器与第一过渡轴连接，所述第一过渡轴设置在垂直齿轮轴上，螺旋桨转速传感器用来检测螺旋桨转速。

进一步的，所述转舵输入轴通过舵轴轴承支撑，舵轴轴承通过舵轴轴承座安装在齿轮箱上箱体内。