船舶航向仿真装置的制作方法

本实用新型属于船舶通信导航仿真领域，具体涉及一种船舶航向仿真装置。

背景技术：

船舶航行在茫茫大海上,需要按照预先计划的航线行驶，而电罗经和自动操舵仪是保证船舶航向的关键设备。航行过程中，电罗经向自动操舵仪输出船舶的实时方位，让船员实时的了解船舶的实时方位。

然而，在教学中，实验室是固定不动的，罗经和自动操舵仪安装在实验室内，无法模拟真实的船舶航向变化，因此在现有技术中，实验室里不能实现船舶运行过程中航向改变的模拟操作，学生难以直接体会到操舵及船舶航向变化等过程，给教师的实操教学带来了不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种船舶航向仿真装置，本船舶航向仿真装置能在实验室里演示船舶航向改变的模拟过程，使学生更快的理解在操舵之后船舶航向改变的过程，也方便了老师的教学。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

船舶航向仿真装置，包括自动舵控制台、电动执行器、舵柄、主罗经、主罗经托盘和舵角反馈器，所述电动执行器包括电机，所述自动舵控制台的表面设有操舵手柄和主罗经显示盘，所述自动舵控制台的内部设有信号采集模块、控制器模块和电源模块，所述信号采集模块、控制器模块、主罗经显示盘、电机、主罗经、舵角反馈器和电源模块之间的连接方式为电连接，所述电机与所述舵柄连接，所述舵柄通过链轮机构与所述主罗经托盘连接，所述主罗经安装在所述主罗经托盘上，所述舵柄通过连杆机构与所述舵角反馈器连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电动执行器还包括行程开关，所述行程开关有2个，一个所述行程开关安装在电机正转35°的位置从而实现电机正转35°时能碰触到行程开关，另一个所述行程开关安装在电机反转35°的位置从而实现电机反转35°时能碰触到行程开关，所述电机、行程开关和控制器模块之间的连接关系为电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电动执行器还包括齿轮，所述电机通过齿轮与所述舵柄连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括舵角指示系统，所述舵角指示系统设有指针，所述舵角指示系统的指针通过拨叉机构与舵柄连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括舵叶，所述舵叶固定在所述舵柄上。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括吸顶式舵角显示器，所述吸顶式舵角显示器、舵角指示系统和电源模块之间的连接方式为电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述信号采集模块采用角度传感器。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括航向发送器，所述主罗经通过航向发送器与所述控制器模块电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述自动舵控制台的表面还设置有液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述控制器模块电连接。

本实用新型通过转动操舵手柄从而改变操舵手柄的方向，信号采集模块采集操舵手柄转动的角度信息并发送角度信息到控制器模块，控制器模块接收信号采集模块发送的角度信息并控制电机，电机开始转动，电机带动舵柄转动，舵柄通过链轮机构带动主罗经托盘运动，主罗经托盘带动主罗经转动，主罗经转动时会改变自身的方向，主罗经自身转动后显示的方向信息就是本船舶航向仿真装置所模拟的航向信息，主罗经将自身显示的航向信息通过航向发送器发送给主罗经显示盘，主罗经显示盘接收并显示此时主罗经发送的航向信息，行程开关对电机运动的角度做了一个限位的作用，避免误操作或者故障所引起的控制失灵，对后端电路和机构起到保护作用；舵柄通过拨叉机构带动舵角指示系统的指针转动，舵柄转动的角度与舵角指示系统的指针转动的角度一致，舵角指示系统中的指针显示的舵角信息即舵柄的角度信息发生变化，舵角指示系统将实时显示的舵角信息发送给吸顶式舵角显示器，吸顶式舵角显示器接收并显示舵角指示系统发送的舵角信息；舵柄通过连杆机构带动舵角反馈器转动，舵角反馈器自身转动的角度与舵柄转动的角度一致，舵角反馈器检测自身转动的角度信息即舵角信息并将舵角信息反馈到控制器模块，控制器模块接收舵角反馈器反馈的舵角信息并控制液晶显示屏，液晶显示屏根据控制器模块的控制指令显示舵角信息，同时控制器模块将舵角反馈器反馈的舵角信息与信号采集模块采集的操舵手柄转动的角度信息进行比较，最终完成控制；因此本实用新型实时的向学生展示船舶通过转动操舵手柄从而改变航向后，主罗经、舵叶、舵角反馈器、舵角指示系统和自动舵控制台上的主罗经显示盘的工作过程，有助于学生直观的理解，同时也方便了老师的实操教学。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

下面根据图1对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，船舶航向仿真装置，包括自动舵控制台1、电动执行器7、舵柄6、主罗经4、主罗经托盘5和舵角反馈器9，所述电动执行器7包括电机，所述自动舵控制台1的表面设有操舵手柄2和主罗经显示盘3，所述自动舵控制台1的内部设有信号采集模块、控制器模块和电源模块，所述信号采集模块、控制器模块、主罗经显示盘3、电机、主罗经4、舵角反馈器9和电源模块之间的连接方式为电连接，所述电机与所述舵柄6连接，所述舵柄6通过链轮机构8与所述主罗经托盘5连接，所述主罗经4安装在所述主罗经托盘5上，所述舵柄6通过连杆机构11与所述舵角反馈器9连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电动执行器7还包括行程开关，所述行程开关有2个，一个所述行程开关安装在电机正转35°的位置从而实现电机正转35°时能碰触到行程开关，另一个所述行程开关安装在电机反转35°的位置从而实现电机反转35°时能碰触到行程开关，所述电机、行程开关和控制器模块之间的连接关系为电连接。

本实施例中，所述电动执行器7还包括齿轮，所述电机通过齿轮与所述舵柄6连接。

本实施例中，还包括舵角指示系统10，所述舵角指示系统10设有指针16，所述舵角指示系统10的指针16通过拨叉机构12与舵柄6连接。

本实施例中，还包括舵叶13，所述舵叶13固定在所述舵柄6上。

本实施例中，还包括吸顶式舵角显示器15，所述吸顶式舵角显示器15、舵角指示系统10和电源模块之间的连接方式为电连接。

本实施例中，所述信号采集模块采用角度传感器。

本实施例中，还包括航向发送器，所述主罗经4通过航向发送器与所述控制器模块电连接。

本实施例中，所述自动舵控制台1的表面还设置有液晶显示屏14，所述液晶显示屏14与所述控制器模块电连接。

参见图1和图2，本实用新型的工作原理为：电源模块为信号采集模块、控制器模块、主罗经显示盘3、电机、主罗经4、舵角反馈器9、行程开关、舵角指示系统10、吸顶式舵角显示器15、航向发送器和液晶显示屏14提供电能；转动操舵手柄2，信号采集模块采集操舵手柄2转动的角度信息并发送角度信息到控制器模块，控制器模块接收信号采集模块发送的角度信息并控制电机，电机根据控制器模块的控制指令开始转动，电机转动从而通过齿轮带动舵柄6转动，舵柄6转动从而带动舵叶13转动，舵柄6转动从而带动链轮机构8、连杆机构11和拨叉机构12运动，链轮机构8带动主罗经托盘5转动，主罗经托盘5转动从而带动主罗经4转动，当主罗经4发生转动时，主罗经4显示的方向信息也发生变化，主罗经4此时显示的方向信息就是本船舶航向仿真装置所模拟的航向信息，主罗经4将自身显示的航向信息通过航向发送器发送给主罗经显示盘3，主罗经显示盘3显示主罗经4发送的航向信息；拨叉机构12带动舵角指示系统10的指针转动，舵角指示系统10的指针转动的角度与舵柄6转动的角度一致，舵角指示系统10的指针显示的舵角信息即舵柄的角度信息发生变化，舵角指示系统10将实时显示的舵角信息发送给吸顶式舵角显示器15，吸顶式舵角显示器15接收并显示舵角指示系统10发送的舵角信息；舵柄6通过连杆机构11带动舵角反馈器9转动，舵角反馈器9自身转动的角度与舵柄6转动的角度一致，舵角反馈器9检测自身转动的角度信息即舵角信息并将舵角信息反馈到控制器模块，控制器模块接收舵角反馈器9反馈的舵角信息并控制液晶显示屏14，液晶显示屏14根据控制器模块的控制指令显示舵角信息，同时控制器模块将舵角反馈器9反馈的舵角信息与信号采集模块采集的操舵手柄2转动的角度信息对比，当舵角反馈器9反馈的舵角信息和信号采集模块采集的角度信息一致时，控制器模块此时控制电机，电机根据控制器模块的控制指令停止转动，电机停止运动后，此时舵柄6停止转动，舵叶13停止运动，链轮机构8、连杆机构11和拨叉机构12停止运动，主罗经托盘5停止转动，主罗经4显示的航向信息不再变化，舵角反馈器9反馈的舵角信息不再变化，液晶显示屏14显示的舵角信息不再发生变化，主罗经显示盘3显示的主罗经4发送的航向信息不再变化，舵角指示系统10的指针显示的舵角信息不再变化，吸顶式舵角显示器15显示的舵角信息不再发生变化，至此，完成了一次操舵模拟过程。

当操舵手柄2正向转动或反向转动的角度超过35°时，控制器模块控制电机，电机转动的角度和操舵手柄2转动的角度一致，电机正转或反转的角度也会超过35°，当电机转到35°角度的位置处的行程开关时，电机会碰到行程开关，行程开关此时断开电路，使控制器模块和电机之间的电路断开，控制器模块无法控制电机，电机停止运动，因此行程开关在这个过程中具有限位的作用，电机正转35°的位置和反转35°的位置均设置了行程开关，电机只能在区间为-35°~ +35°范围内转动，避免误操作或者故障所引起的控制失灵，对后端电路和机构起到保护作用。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。