一种异构并联冗余操舵机构的制作方法

文档序号:11087834阅读:690来源:国知局
一种异构并联冗余操舵机构的制造方法与工艺

本发明属于一种操舵机构,具体涉及一种适用于舰船实现操舵机构的异构并联冗余操舵机构。



背景技术:

对于潜艇来说,隐蔽性是其最根本的生命力,特别是辐射噪声水平已经成为衡量潜艇作战能力的一项重要指标。

目前潜艇原操舵机构采用“液压舵机+离合器+辅助电动舵机”的异构冗余方式,采用了齿轮齿条的离合方式。操舵机构这种异构冗余结构大大提高了操舵系统的可靠性。但是其缺点是液压舵机中液压泵站、液压管路以及各种溢流阀换向阀等工作过程中会产生液压脉动、液压冲击,给潜艇带来较大的振动和噪声,而辅助电动舵机工作时是通过齿轮齿条进行输出的,齿轮齿条的接触和换向也会产生较大的振动和噪声。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种异构并联冗余操舵机构,该机构能够降低潜艇振动和噪声,打造静音潜艇。

实现本发明目的的技术方案:一种异构并联冗余操舵机构,该机构包括液压操舵、电动操舵和离合,液压操舵内设有电动操舵,液压操舵的端部与离合的端部连接。

所述的液压操舵包括尾罩、液压端盖、液压壳体和液压作动杆,液压作动杆位于液压壳体内,液压端盖安装于液压壳体上,尾罩安装于液压端盖上。

所述的尾罩通过密封圈与液压作动杆密封。

所述的电动操舵包括力矩电机、背母、限位盖、推力轴承、电动壳体、丝杠、丝杠螺母和电动作动杆,推力轴承通过背母固定于丝杠的一端外,丝杠的另一端外套有丝杠螺母,丝杠与丝杠螺母组成丝杠传动副,丝杠传动副装配于电动壳体内;限位盖安装于电动壳体上力矩电机安装于电动壳体左端,丝杠螺母外套有电动作动杆,电动作动杆固定安装在丝杠螺母上。

所述的离合部包括连接体、转接头、离合器壳体、盖板、轴销、小活塞、锁壳体、管接头、高位油管、低位油管和2位4通电磁换向阀,小活塞通过卡扣与轴销连接,小活塞位于锁壳体内,盖板位于锁壳体上端面,锁壳体通过安装在离合器壳体上;高位油管和低位油管的一端通过管接头安装在锁壳体上,另一端安装在离合器壳体上,2位4通电磁换向阀安装在离合器壳体上,转接头一端安装在连接体上。

所述的两液压作动杆与电动作动杆等距,三作动杆处于同一平面。

所述的电动作动杆安装在离合的离合器壳体上。

所述的液压操舵的液压作动杆安装在离合的连接体上。

本发明的有益技术效果:为降低潜艇振动和噪声,打造静音潜艇,提出以电动舵机为主操、两液压舵机为应急操的三舵机并联异构冗余机构,该机构运用了全新的控制方案和结构形式,合理地解决两液压舵机的同步和力纷争问题,使用了创新的离合方案和输出轴一字槽结构来实现两种操舵机构的可靠切换。本发明采用两液压舵机和一电动舵机并列组成“辅助-主-辅助”并联输出的结构形式,通过双销轴式离合器进行离合。主操工作时,两辅操随动,主操出现故障通过离合器对主操进行隔离,此时两辅操同时同步工作。本发明采用了与原操舵机构完全不同的异构冗余模式。原操舵机构属于串联式异构冗余,液压舵机输出轴同时也是电动舵机的输出轴,辅助操舵机构工作时,电动舵机输出的 转矩通过齿轮齿条带动液压舵机输出轴进行输出,液压舵机处于左右工作腔旁通状态。为避免齿轮齿条的离合方式本发明为并联式平动异构冗余,为三个输出轴并列于同一平面进行输出,通过销轴式离合器对三个输出轴进行离合。由于电动舵机没有复杂的管路和液压控制模块在减振降噪优于液压舵机,本发明中电动舵机设为主操,两液压舵机为辅助操。

附图说明

图1为本发明所提供的一种异构并联冗余操舵机构结构主视图;

图2为本发明所提供的一种异构并联冗余操舵机构结构上视图;

图3为本发明所提供的一种异构并联冗余操舵机构结构B-B剖视图。

其中:1-尾罩、2-螺钉、3-液压端盖、4-螺钉、5-液压壳体、6-液压作动杆、7-螺钉、8-力矩电机、9-背母、10-螺钉、11-限位盖、12-螺钉、13-推力轴承、14-电动壳体、15-丝杠、16-螺钉、17-丝杠螺母、18-电动作动杆、19-螺钉、21-连接体、22-转接头、23-离合器壳体、24-螺钉、25-螺钉、26-盖板、27-轴销、28-小活塞、29-锁壳体、30-螺钉、31-管接头、32-高位油管、33-低位油管、34-2位4通电磁换向阀、35-密封圈、36-密封圈、37-密封圈、38-密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示,本发明所提供的一种异构并联冗余操舵机构包括液压操舵、电动操舵和离合三部分。

如图1和图2所示,液压操舵包括尾罩1、液压端盖3、液压壳体5和液压作动杆6。液压作动杆6装配于液压壳体5内,液压端盖3通过螺钉4固定安装于液压壳体5左侧,尾罩1通过螺钉2固定安装于液压端盖3左侧,尾罩1通过密封圈38与液压作动杆6密封。液压操舵通过液压驱动液压作动杆6轴向位 置输出。

如图1和图2所示,电动操舵包括力矩电机8、背母9、限位盖11、推力轴承13、电动壳体14、丝杠15、丝杠螺母17和电动作动杆18。两推力轴承13通过背母9固定于丝杠15的一端外,丝杠15的另一端外套有丝杠螺母17,丝杠15与丝杠螺母17组成丝杠传动副,丝杠传动副装配于电动壳体14内,限位盖11通过螺钉10固定安装于电动壳体14上,限位盖11对推力轴承13进行预紧,力矩电机8通过螺钉12固定安装于电动壳体14左端,丝杠螺母17外套有电动作动杆18,电动作动杆18通过螺钉16固定安装在丝杠螺母17上。电动操舵通过力矩电机8驱动丝杠15转动,对丝杠螺母17限转后,通过丝杠传动副推动电动作动杆18轴向位置输出。

如图1、图2和图3所示,离合部包括连接体21、转接头22、离合器壳体23、盖板26、轴销27、小活塞28、锁壳体29、管接头31、高位油管32、低位油管33和2位4通电磁换向阀34。小活塞28通过卡扣与轴销27连接,小活塞28装配于锁壳体29内、并通过密封圈35和密封圈36进行密封和隔离,盖板26通过螺钉25装配于锁壳体29上端面并通过密封圈37密封,锁壳体29通过螺钉30装配于离合器壳体23上,销轴27对插入离合器壳体23内部的连接体21实现插入限位和拔出解除限位功能;高位油管32和低位油管33的一端通过管接头31安装在锁壳体上,另一端安装在离合器壳体23上,2位4通电磁换向阀34安装在离合器壳体23上,通过2位4通电磁换向阀34来改变高位油管32和低位油管33的油液高压顺序;转接头22一端安装在连接体21上,另一端与外部负载相联实现对外输出。离合器通过2位4通电磁换向阀34改变高位油管32和低位油管33的油液高压顺序,起到使小活塞28向下和向上动作,小活塞28带动轴销27查入和拔出连接体21来实现离合功能,即实现离合器壳体23和 连接体21的结合和分离。

如图2所示,两个液压操舵通过螺钉24安装于电动操舵的电动壳体14的两侧,两液压作动杆6与电动作动杆18等距,三作动杆处于同一平面。

如图1所示,电动操舵的电动作动杆18通过螺钉19安装在离合的离合器壳体23上。

如图1所示,两液压操舵的液压作动杆6通过螺钉7安装在离合的连接体21上。

电动操舵工作时,通过离合的2位4通电磁换向阀34,使得高位油管32为液压高压,推动小活塞28带着轴销27插入连接体21,离合器壳体23与连接体21结合,此时两液压操舵液压作动杆6两液压腔处于旁通状态,电动作动杆18按指令动作,通过离合器壳体23和连接体21带动两液压作动杆6动作,再通过转接头22实现对外输出。

电动操舵故障时,通过离合的2位4通电磁换向阀34换向,使低位油管33为液压高压,推动小活塞28带着轴销27拔出连接体21,离合器壳体23与连接体21分离,对电动操舵进行了有效隔离,两液压操舵同时同步工作,两液压作动杆6按指令动作,通过连接体21和转接头22实现对外输出。

为避免两液压操舵由于输出力不一致而造成偏转力矩,两液压操舵控制油路设计为同源,由于液压油的自适应可以保证两液压操舵的输出力一致。两液压操舵的同步性是通过离合机械式同步进行保证的。

上面结合附图和实施例对本发明进行了描述,显然本发明的具体实现并不受上述方式的限制,是一种适用于各类多机构并联冗余结构中。只要采用了本发明的构思和技术方案进行的非实质性改进,或者未经改进,将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

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