一种用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置的制作方法

本发明属于工程船舶自动化控制技术领域，特别是涉及一种用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置。

背景技术：

目前，铲斗姿态的跟踪精度对于反铲式挖泥船的挖泥效率具有重要的作用，因此，铲斗角度的测量精度和可靠性作为角度信号的采集装置直接影响铲斗姿态的跟踪精度。由于疏浚船舶的工况较为复杂，存在较大的振动和海水腐蚀，因此，该测量装置往往由于设计不合理而成为船上的易损设备。

随着工况的日趋复杂和对挖泥船挖泥效率的要求的提高，对铲斗姿态跟踪的精度要求变得越来越高。对于角度测量装置，可从两方面对其进行改进。一方面，通过改进其结构形式，使其具有较好的抗振性和防水性；另一方面，通过提高其采集角度信号的电器装置的精度来提高传感器的测量精度。现有的反铲挖泥船铲斗臂角度测量存在结构复杂、精度低，抗振动性差，防水性不好，使用寿命短等一系列问题。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置。

本发明的目的是提供一种具有结构简单，精度高，抗振动性高，防水性好，可靠性强，适用于复杂工况环境，易于维护等特点的用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置。

根据工程船舶的实际案例，由于铲斗角度测量装置在施工时处于水下环境，并且存在很严重的振动，因此，如果铲斗与采集角度信号的电器装置采用刚性连接方式进行连接，则连接转轴处会因为振动而导致间隙加大，从而导致轴封失效，密封失效则会使传感器受到损坏。为改善测量装置的精度和可靠性，本发明将测量精度较高的编码器和磁传动技术应用于此装置，使测量装置的性能有了较大的提升。

本发明主要在传动方式进行改进，利用磁传动将动密封部分转换为静密封,大大增加了传感器装置的可靠性。

本发明在结构上更加适合复杂的工况，通过使用铜轴套以及结构上的改进使传感器装置更加具有抗振性能，寿命大大增加。

本发明采用编码器作为角度测量的电器元件，提高测量精度，并通过密封结构的改进，使电器元件受到较好的密封保护，大大提高角度测量传感器的使用寿命。

本发明用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置所采取的技术方案是：

一种用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置，其特点是：用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置包括支撑件、编码器、主动部分和从动部分，主动部分和从动部分安装在支撑件上，主动部分的外连接轴装有主动磁环，从动部分的内传动轴装有从动磁环，主动磁环和从动磁环由永磁材料按照N、S相间隔的方式进行排列，主动磁环和从动磁环相相对应位置装配，内传动轴通过弹性联轴器连接传动编码器。

本发明用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置还可以采用如下技术方案：

所述的用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置，其特点是：主动磁环安装在外连接轴内侧，外连接轴通过铜轴套安装在支撑件上，从动磁环安装在内连接轴外侧，内连接轴通过轴套安装在支撑件上。

所述的用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置，其特点是：支撑件在外连接轴侧装有盘根、橡胶垫片和端盖，编码器侧装有橡胶垫片、密封罩。

所述的用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置，其特点是：密封罩装有填料函，填料函由水密函、橡胶密封套、垫片和空心螺母，依次组装而成。

所述的用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置，其特点是：外连接轴一端相连传动连杆机构，传动连杆机构为将铲斗的转动角度转换为与外连轴固连的连杆的转动角度的机构。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明通过编码器进行角度信号的采集，具有较高的测量精度和可靠度；同时，在结构设计上，具有更好的抗振性和防水性，能够在较为复杂的施工环境下正常工作，为施工船舶在复杂工况下正常施工提供了技术保障。

附图说明

图1是本发明用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置结构示意图；

图2是磁环的立体结构示意图；

图3是磁环N、S相间隔排布结构示意图；

图4是本发明装置的安装示意图。

图中，1.橡胶垫片、2.支撑件、3.盘根、4.内传动轴、5.端盖、6.外连接轴、7.主动磁环、8.橡胶垫片、9.从动磁环、10.铜轴套、11.弹性联轴器、12.编码器、13.密封罩、14.水密函、15.橡胶密封套、16.空心螺母、17.垫片、18.法兰、19.传感器、20.护罩、21.连杆、22.小臂、23.连杆支点、24.铲斗。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1、图2、图3和图4。

实施例1

一种用编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置，包括支撑件、编码器、主动部分和从动部分，主动部分和从动部分安装在支撑件上，所述主动部分包括：盘根、端盖、外连接轴、主动磁环、橡胶垫片、铜轴套。所述从动部分包括，橡胶垫片、支撑件、内传动轴、从动磁环、弹性联轴器、编码器、密封罩、填料函。主动部分的外连接轴装有主动磁环，主动磁环安装在外连接轴内侧，外连接轴通过铜轴套安装在支撑件上，从动部分的内传动轴装有从动磁环，从动磁环安装在内连接轴外侧，内连接轴通过轴套安装在支撑件上。主动磁环和从动磁环由永磁材料按照N、S相间隔的方式进行排列，主动磁环和从动磁环相相对应位置装配，内传动轴通过弹性联轴器连接传动编码器。

填料函用于线缆的密封，包括：水密函、橡胶密封套、空心螺母、垫片。所述磁环的结构采用强磁力永磁材料按照N、S相间隔的方式进行排列。所述外连接轴一端与传动连杆机构的一端相连，另一端与所述主动磁环固连。所述铜轴套起到外连接轴的滑动轴承作用，可有效的降低磨损和振动。通过连杆机构可以将铲斗的转动角度转换为与主动轴固连的连杆的转动角度，通过所述的磁传动结构可以将连杆的转角传动到所述编码器的转角，所述的编码器具有高分辨率和高精度的优点，所述的橡胶垫片、支撑件、密封罩、填料函可将所述的轴承、编码器、线缆接头等不能与海水接触的零件进行静密封防护。同时通过所述的磁传动的非接触方式进行传动，有效的防止了振动对信号的影响。

本实施例具体结构及其实施过程：

如图1所示，一种编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置，包括主动部分和从动部分。主动部分包括：盘根3、端盖5、外连接轴6、主动磁环7、橡胶垫片8、铜轴套10。从动部分包括：橡胶垫片1、支撑件2、内传动轴4、从动磁环9、弹性联轴器11、编码器12、密封罩13。填料函用于线缆的密封，包括：水密函14、橡胶密封套15、空心螺母16、垫片17。

如图2和图3所示，磁环的结构采用强磁力永磁材料按照N、S相间隔的方式进行排列，同时采用非导磁材料进行隔离，可通过磁环的磁力实现非接触式的传动。

如图4所示，编码器测量反铲挖泥船铲斗臂角度的装置与铲斗固连，并采用防护罩进行防护。所述装置的外连接轴一端与传动连杆机构的一端相连，装置另一端与所述主动磁环固连。

本实施例当铲斗相对小臂进行转动时，外连接轴被传动连杆带动发生转动，其转动角度与铲斗转动角度之间存在一定的函数关系。外连接轴发生转动时通过所述的磁传动装置驱动所述的从动部分的编码器，编码器将角度信号转换为电信号通过电缆传输至采集装置。由于主动部分与从动部分之间采用了非接触式的磁传动，一方面有效地减小了施工过程中振动对转动信号传递的影响，从而使本发明装置的抗振动性大大提升，另一方面，这种方式在设计时可以使所述的从动部分(包含关键的电器元件)处于静密封的环境下，提高了使用的寿命；同时，所述装置的角度传感器采用的是编码器，大大提高了测量的精度和灵敏度，从而提高了铲斗姿态跟踪的精度。

本实施例具有所述的结构简单，精度高，抗振动性高，防水性好，可靠性强，适用于复杂工况环境，易于维护等积极效果。