本发明涉及转向控制，尤其涉及一种顶流机转向角度精准控制装置和方法。
背景技术：
1、顶流机是指用蓄电池供电、电动机轴伸出端直接带动螺旋桨的小型船用推进器，通常作为副动力用于钓鱼休闲等场合，以控制船只航向或实现船只的自动定位。顶流机在工作过程中，一般通过转向机构控制主轴旋转改变螺旋桨的方向，实现控制船只行进方向的目的。
2、目前市场上的顶流机通常通过线控或电动两种方式控制顶流机主轴的转向。其中线控方式通过钢索连接脚踏控制装置，实现转向角度与脚踏控制角度的同步，但其结构复杂，实现难度大；电动方式通过转向电机进行控制，但其控制角度不精确，降低了操作人员的驾乘体验。
3、基于上述技术问题，本申请提出一种顶流机转向角度精准控制装置和方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种顶流机转向角度精准控制装置和方法，以解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
2、一种顶流机转向角度精准控制装置，包括转向机构和脚踏机构，转向机构包括转向主轴、主轴角度传感器、转向电机和转向控制器，转向主轴上设置有主轴齿轮，主轴齿轮的一侧转动安装有同步齿轮，主轴角度传感器安装在同步齿轮处；转向电机的输出轴固定有驱动齿轮，主轴齿轮、同步齿轮均与驱动齿轮啮合设置；主轴角度传感器、转向电机均与转向控制器电性连接；脚踏机构包括双向踏板、踏板角度传感器和脚踏控制器，踏板角度传感器安装在双向踏板上，踏板角度传感器与脚踏控制器电性连接；转向控制器与脚踏控制器通讯连接。
3、进一步地，同步齿轮与主轴齿轮的齿数比为1:1。
4、进一步地，主轴角度传感器为霍尔角度传感器，同步齿轮的一端安装有磁体，磁体位于同步齿轮的旋转中心上，主轴角度传感器间隔安装在磁体处。
5、进一步地，双向踏板包括底座和踏板，踏板下端面的中部固定有转轴，踏板通过转轴枢接在底座的上侧；踏板角度传感器安装在底座上，踏板通过传动机构与踏板角度传感器传动连接；底座与踏板之间设置有复位机构，当没有外力时，复位机构使踏板保持水平状态。
6、进一步地，传动机构包括弧形齿板和从动齿轮，弧形齿板固定在踏板的下端面，且弧形齿板与转轴同轴设置；从动齿轮与踏板角度传感器的检测轴固定连接，弧形齿板与从动齿轮啮合设置。
7、进一步地，转向机构还包括壳体，主轴齿轮、同步齿轮、主轴角度传感器、转向电机和转向控制器均安装在壳体内，转向主轴贯穿壳体设置，且转向主轴与壳体转动连接。
8、一种顶流机转向角度精准控制方法，包括以下步骤：
9、步骤s1、获取脚踏机构的旋转角度和转向机构的当前角度；
10、步骤s2、根据步骤s1所得脚踏机构的旋转角度，计算得到转向目标角度；
11、步骤s3、比较转向机构的当前角度与转向目标角度的差值，
12、若差值大于设定阈值，则驱动转向机构动作，直至差值在设定阈值范围内；
13、步骤s4、重复步骤s1-步骤s3动作。
14、进一步地，步骤s2中转向目标角度的计算公式为：
15、
16、式中，为转向机构以船尾方向为始边的单向最大转向角度，≤180°，为踏板机构的单向最大倾斜角度。
17、本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18、1、通过在转向机构和脚踏机构分别安装角度传感器，通过脚踏机构的动作角度实现转向机构转向角度的闭环控制，保证了转向机构与脚踏机构相对动作的一致性，提高了转向机构控制的精确性，提高了操作人员的驾乘体验；
19、2、通过设置与主轴齿轮同步动作的同步齿轮，并通过主轴角度传感器检测同步齿轮的旋转角度，实现了对主轴旋转角度的精确检测，保障了转向控制的精确性；
20、3、通过将主轴角度传感器安装在与主轴1:1同步转动的同步齿轮处，使得磁体与主轴的相对位置保持一致，方便了主轴角度传感器的定位，降低了控制难度。
1.一种顶流机转向角度精准控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种顶流机转向角度精准控制装置，其特征在于，所述同步齿轮与所述主轴齿轮的齿数比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种顶流机转向角度精准控制装置，其特征在于，所述主轴角度传感器为霍尔角度传感器，所述同步齿轮的一端安装有磁体，所述磁体位于所述同步齿轮的旋转中心上，所述主轴角度传感器间隔安装在所述磁体处。
4.根据权利要求1所述的一种顶流机转向角度精准控制装置，其特征在于，所述双向踏板包括底座和踏板，所述踏板下端面的中部固定有转轴，所述踏板通过所述转轴枢接在所述底座的上侧；所述踏板角度传感器安装在所述底座上，所述踏板通过传动机构与所述踏板角度传感器传动连接；所述底座与所述踏板之间设置有复位机构，当没有外力时，所述复位机构使所述踏板保持水平状态。
5.根据权利要求4所述的一种顶流机转向角度精准控制装置，其特征在于，所述传动机构包括弧形齿板和从动齿轮，所述弧形齿板固定在所述踏板的下端面，且所述弧形齿板与所述转轴同轴设置；所述从动齿轮与所述踏板角度传感器的检测轴固定连接，所述弧形齿板与所述从动齿轮啮合设置。
6.根据权利要求1所述的一种顶流机转向角度精准控制装置，其特征在于，所述转向机构还包括壳体，所述主轴齿轮、所述同步齿轮、所述主轴角度传感器、所述转向电机和所述转向控制器均安装在所述壳体内，所述转向主轴贯穿所述壳体设置，且所述转向主轴与所述壳体转动连接。
7.一种顶流机转向角度精准控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种顶流机转向角度精准控制方法，其特征在于，步骤s2中所述转向目标角度的计算公式为：