一种旋转零件用位移反馈装置

专利摘要:
本实用新型公开了一种旋转零件用位移反馈装置，所述旋转零件安装至旋转轴，反馈装置包括反馈旋转部、安装基板、反馈拉杆和反馈传感器，反馈旋转部用于安装至旋转零件并围绕旋转轴的轴向中心线可旋转，反馈拉杆可移动地连接至安装基板，且反馈拉杆与反馈旋转部可接触，以随旋转零件的轴向移动而移动，反馈传感器固定连接至安装基板，并与反馈拉杆连接。根据本实用新型的反馈装置，能够避免反馈传感器随旋转零件一起旋转，这提高了装置的安全性、可靠性，保证了装置能够达到更佳的动平衡，该反馈装置可以不使用电滑环，从而降低了生产制造成本。
公开号:CN214337740U
申请号:CN202120067396.7U
申请日:2021-01-11
公开日:2021-10-01
发明作者:张方华；罗晓园；史志赛；王建政；刘亮清；谭琨；陈德富；邱爱华；宋志轩；吴泽奇
申请人:Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute；
IPC主号:H02K11-21

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及反馈技术领域，具体而言涉及一种旋转零件用位移反馈装置。
[n0002] 已有的包括诸如船用螺旋桨的动力机构，通常会设置有旋转轴和旋转零件；旋转零件围绕轴向中心线可旋转地安装至旋转轴，例如船用螺旋桨上的后桨围绕轴向中心线可旋转地安装至桨轴，有时旋转零件会沿轴向中心线移动，并且需要闭环控制该移动动作、仪表显示位移值。要实现闭环控制移动动作、仪表显示位移值，则需要设置反馈传感器。已有的反馈结构采用电滑环，由旋转轴上的旋转零件直接带动反馈传感器动作，而后通过电滑环，将位移反馈信号传输到控制系统。然而，电滑环价格较贵、可靠性较低，且需要将反馈传感器安装在旋转零件上，随零件一起旋转，对安全性、可靠性、动平衡不利。
[n0003] 还需要设置安全、保护措施；安全、保护措施包括设置限位开关。在旋转零件的移动的极限位置设置限位开关，当旋转零件移动超出设定范围时，触发限位开关动作，通过控制系统内部设定，可自动关闭位移产生的动力源，例如电机，对系统起到安全、保护作用。若采用电滑环，限位开关需安装在旋转零件上，随零件一起旋转，对安全性、可靠性、动平衡不利。
[n0004] 可能还需要刻度显示位移值。刻度显示位移值需要设置刻度板，若采用电滑环，刻度板直接安装在旋转零件上，随旋转零件一起旋转。当要读取位移值时，必须等零件停止旋转后才可从刻度板上读取，不方便。
[n0005] 因此，需要一种旋转零件用位移反馈装置，以至少部分地解决以上问题。
[n0006] 在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[n0007] 为至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种旋转零件用位移反馈装置，所述旋转零件安装至旋转轴，所述反馈装置包括：
[n0008] 反馈旋转部，所述反馈旋转部用于安装至所述旋转零件并围绕所述旋转轴的轴向中心线可旋转；
[n0009] 安装基板；
[n0010] 反馈拉杆，所述反馈拉杆可移动地连接至所述安装基板，且所述反馈拉杆与所述反馈旋转部可接触，以随所述旋转零件的轴向移动而移动；以及
[n0011] 反馈传感器，所述反馈传感器固定连接至所述安装基板，并与所述反馈拉杆连接。
[n0012] 可选地，所述反馈拉杆设置有联接部，所述联接部的周向侧具有卡槽，所述卡槽用于容纳所述反馈旋转部的周侧部。
[n0013] 可选地，所述反馈旋转部与所述卡槽的槽壁滑动式接触，以使所述反馈拉杆围绕所述反馈拉杆的轴向中心线不转动。
[n0014] 可选地，所述安装基板还间隔设置有拉杆基座，所述反馈拉杆可移动地设置于所述拉杆基座，所述联接部位于相邻的所述拉杆基座之间。
[n0015] 可选地，所述安装基板还设置有刻度板，所述刻度板与所述卡槽的位置相对应。
[n0016] 可选地，所述联接部从所述反馈拉杆的杆主体径向向外凸出，所述安装基板还设置有限位开关，所述限位开关在轴向上与所述联接部间隔预设距离，所述限位开关的感测端朝向所述联接部，并与所述联接部位置对应。
[n0017] 可选地，所述限位开关分别位于所述联接部的两侧并相对布置。
[n0018] 可选地，所述反馈传感器具有伸缩端，所述伸缩端沿轴向可移动，所述反馈拉杆的端部与所述伸缩端之间通过连杆连接，所述连杆设置有安装孔，所述反馈拉杆的所述端部穿过所述第一安装孔，并与所述第一安装孔的孔壁滑动式接触。
[n0019] 可选地，所述连杆设置有第二安装孔，所述伸缩端穿过所述第二安装孔，并不可转动地连接至所述连杆。
[n0020] 可选地，所述联接部一体成型地或固定地设置于所述反馈拉杆。
[n0021] 根据本实用新型的旋转零件用位移反馈装置，可以借助于安装基板，将反馈传感器安装至静止位置，借助于反馈旋转部与反馈拉杆之间的连接，将旋转零件的轴向移动的动作从旋转轴传递至反馈传感器，从而避免反馈传感器随旋转零件一起旋转，这提高了装置的安全性、可靠性，保证了装置能够达到更佳的动平衡。该反馈装置可以不使用电滑环，从而降低了生产制造成本。
[n0022] 此外，通过将限位开关设置于安装基板，在安装基板处对反馈旋转部的位移动作进行限位，能够避免限位开关随旋转零件一起旋转，从而提高了装置的安全性、可靠性，保证了装置能够达到更佳的动平衡。
[n0023] 可以从安装基板的刻度板实时读取刻度显示位移值，读取方便，刻度板可以不用设置于旋转零件上，从而不用等待旋转零件停止旋转就可以直接读取显示的位移值。
[n0024] 本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
[n0025] 附图中：
[n0026] 图1为根据本实用新型的优选实施方式的旋转零件用位移反馈装置的主视图；
[n0027] 图2为沿图1中的A向观察的旋转零件用位移反馈装置的侧视图；
[n0028] 图3为沿图1中的B向观察的旋转零件用位移反馈装置的侧视图，其中未示出反馈旋转部；
[n0029] 图4为与图3类似观察方向的旋转零件用位移反馈装置的侧视图，其中示出了反馈旋转部。
[n0030] 附图标记说明：
[n0031] 10：旋转轴100：反馈装置
[n0032] 110：反馈旋转部 120：安装基板
[n0033] 130：反馈拉杆 131：联接部
[n0034] 132：杆主体 133：卡槽
[n0035] 134：拉杆基座 140：反馈传感器
[n0036] 141：伸缩端 142：传感器主体
[n0037] 143：传感器基座 150：刻度板
[n0038] 160：限位开关 161：感测端
[n0039] 162：缆线 171：连杆
[n0040] 172：螺母 20：旋转零件
[n0041] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[n0042] 为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
[n0043] 应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[n0044] 本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
[n0045] 需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。
[n0046] 现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。
[n0047] 如图1所示，本实用新型提供了一种旋转零件用位移反馈装置100，下文为简洁起见，用反馈装置100代替旋转零件用位移反馈装置100。参见图4，该反馈装置100能够将旋转零件20的位移动作转化为电信号。旋转零件20能够安装至提供动力源的旋转轴10，例如，安装至电机的输出轴。反馈装置100可以包括旋转部分和固定部分，旋转部分能够安装至旋转零件20，与旋转零件20一起旋转，固定部分能够安装至静止位置。可以理解，本文的静止位置是指不与旋转零件20、旋转轴10一起旋转的位置。
[n0048] 具体地，该反馈装置100用于动力机构。动力机构可以包括旋转轴10、旋转零件20和上述反馈装置100。旋转零件20能够安装至旋转轴10，与旋转轴10一起围绕轴向中心线旋转。旋转零件20还可以相对于旋转轴10沿轴向移动，在该情况下，旋转零件20沿轴向移动产生的位移能够传递至反馈装置100，反馈装置100将该位移动作转化为电信号。动力机构还可以包括控制系统。控制系统能够与反馈装置100通信连接，以接收来自反馈装置100的电信号。控制系统根据反馈的电信号控制旋转零件20的位移动作，以及显示旋转零件20的位移值。例如可以借助于仪表显示该位移值。
[n0049] 示例性地，动力机构可以包括螺旋桨，例如船用螺旋桨，更具体地，可以是可调串列式螺旋桨。螺旋桨为旋转零件20，螺旋桨可以相对于桨轴(即旋转轴10)沿轴向移动，反馈装置100能够将螺旋桨的位移动作转化为电信号。对于船用螺旋桨，反馈装置100能够安装至船舱的静止位置，例如安装至船舱机架。对于可调串列式螺旋桨，螺旋桨的后桨可以相对于前桨轴沿轴向移动，反馈装置100能够将后桨的位移动作转化为电信号。
[n0050] 具体地，螺旋桨可以包括前桨和后桨，前桨能够连接至前桨轴，后桨连接至后桨轴。前桨轴为中空轴，后桨轴能够从前桨轴的内孔穿过。反馈装置100的旋转部分能够与后桨轴连接，被后桨轴带动下进行轴向移动，从而能够反馈后桨相对于前桨的位移。
[n0051] 下面结合图1至图4，具体描述根据本实施方式的反馈装置100。
[n0052] 反馈装置100可以包括反馈旋转部110(图2和图4)和安装基板120。反馈旋转部110能够用于安装至旋转零件20并围绕旋转轴10的轴向中心线可旋转。旋转轴10的旋转能够带动旋转零件20旋转，而反馈旋转部110设置于旋转零件20，从而反馈旋转部110也与旋转零件20一起旋转。安装基板120能够用于安装至静止位置。可以用诸如螺钉等紧固件将安装基板120固定至静止位置。
[n0053] 反馈装置100还可以包括反馈拉杆130和反馈传感器140。反馈拉杆130能够可移动地连接至安装基板120，具体是反馈拉杆130沿轴向可移动。并且反馈拉杆130可以与反馈旋转部110可接触，以随旋转零件20的轴向移动而移动。反馈传感器140能够用于输出与位移有关的电信号。反馈传感器140能够固定连接至安装基板120，并可以与反馈拉杆130连接。由此，反馈传感器140能够直接感测到反馈拉杆130的移动，从而输出与旋转零件20的轴向位移有关的电信号。
[n0054] 反馈拉杆130可以与反馈旋转部110彼此之间滑动式接触，以使反馈拉杆130在反馈旋转部110旋转时可以不会围绕自身的轴向中心线转动，从而避免因反馈拉杆130的转动而产生的动作传递至反馈传感器140，保证反馈传感器140的电信号的准确性。
[n0055] 反馈拉杆130能够与反馈旋转部110一起沿轴向相对于安装基板120可移动，反馈拉杆130与反馈传感器140的伸缩端141连接。这样反馈旋转部110的轴向移动的动作可以先传递至反馈拉杆130，而后传递至反馈传感器140。
[n0056] 以此实施方式，可以借助于安装基板120，将反馈传感器140安装至静止位置，借助于反馈旋转部110与反馈拉杆130之间的连接，将旋转零件20的轴向移动的动作从旋转轴10传递至反馈传感器140，从而避免反馈传感器140随旋转零件20一起旋转，这提高了装置的安全性、可靠性，保证了装置达到更佳的动平衡。本实施方式提供的反馈装置100可以不使用电滑环，从而降低了生产制造成本。
[n0057] 可以理解，本实施方式中，反馈旋转部110为反馈装置100的旋转部分，安装基板120以及设置于安装基板120的反馈传感器140、反馈拉杆130等部件为反馈装置100的固定部分。
[n0058] 反馈拉杆130可以设置有联接部131。联接部131具有卡槽133，具体是联接部131的周向侧具有卡槽133。如图2所示，反馈旋转部110的一部分能够延伸至卡槽133内。在图示实施方式中，如图3和图4所示，反馈旋转部110的形状可以是环形，换句话说，反馈旋转部110为旋转环，更具体地，反馈旋转部110的形状可以是圆形，即，反馈旋转部110为圆环；反馈拉杆130的联接部131的形状可以为圆形，在该实施方式中，联接部131具有环形卡槽133。
[n0059] 反馈旋转部110可以与卡槽133的槽壁滑动式接触，以使反馈拉杆130围绕其自身的轴向中心线不转动。进一步地，反馈旋转部110与槽壁之间可以具有安装间隙，以使能够实现两者的滑动式接触。在图示实施方式中，联接部131一体成型地设置于反馈拉杆130，也可以是固定地设置于反馈拉杆130。
[n0060] 如果需要和/或期望，联接部131可以相对于反馈拉杆130的杆主体132围绕其轴向中心线可转动。这可以避免反馈旋转部110的旋转动作经由反馈拉杆130传递给反馈传感器140，从而提高反馈传感器140的电信号的准确性。或者进一步说，在由于生产制造产生的误差或其他情形(例如歪斜)，反馈拉杆130可能会不期望地随着反馈旋转部110的旋转而围绕反馈拉杆130的轴向中心线转动的情况下，将联接部131设置为可转动是更有利的。
[n0061] 返回参见图1，安装基板120还可以间隔设置有拉杆基座134。反馈拉杆130能够可移动地设置于拉杆基座134，联接部131位于相邻的拉杆基座134之间。在图示实施方式中，安装基板120设置有两个拉杆基座134。反馈拉杆130可移动地设置于两个拉杆基座134，联接部131位于这两个拉杆基座134之间。以此实施方式，借助于拉杆基座134，可以限制反馈拉杆130的移动，使反馈拉杆130的轴向中心线与旋转轴10的轴向中心线保持平衡，避免其偏离自身的轴向中心线，从而实现反馈拉杆130稳定且可靠的安装，能够保持装置具有更佳的动平衡性能。
[n0062] 安装基板120还可以设置有刻度板150。刻度板150能够与卡槽133的位置相对应。具体地，刻度板150可以设置于相邻的两个拉杆基座134之间，并与卡槽133位置相对应。由此，可以从安装基板120的刻度板150实时读取刻度显示位移值，读取方便，本实施方式中，刻度板150可以不用设置于旋转零件20上，从而不用等待旋转零件20停止旋转就可以直接读取显示的位移值。
[n0063] 联接部131能够从反馈拉杆130的杆主体132径向向外凸出。此处径向向外凸出具体是沿杆主体132的径向向外凸出。安装基板120还可以设置有限位开关160。限位开关160能够在轴向上与联接部131间隔预设距离，预设距离能够对应于反馈拉杆130的最大移动距离。限位开关160的感测端161能够朝向联接部131，与联接部131位置对应，从而若因故障，反馈拉杆130朝向感测端161移动超出预设范围时，感测端161能够感测到联接部131，触发限位开关160动作，使得控制系统产生报警，并通过控制系统内部的连锁控制，控制系统能够自动关闭位移产生的动力源，例如电机，对动力机构起到安全、保护作用。
[n0064] 以此实施方式，通过将限位开关160设置于安装基板120，在安装基板120处对反馈旋转部110的位移动作进行限位，能够避免限位开关160随旋转零件20一起旋转，从而提高了装置的安全性、可靠性，保证了装置能够达到更佳的动平衡。
[n0065] 限位开关160能够分别位于联接部131的两侧并相对布置。具体地，本实施方式设置有两个限位开关160，这两个限位开关160分别位于联接部131在轴向上的两侧。刻度板150位于这两个限位开关160之间。限位开关160可以通过拉杆基座134安装至安装基板120。限位开关160可以通过缆线162与控制系统连接。在图示实施方式中，两个限位开关160可以相对布置，更具体是对称布置。
[n0066] 反馈传感器140沿轴向布置，从而伸缩端141可以沿轴向移动。换句话说，反馈拉杆130的中心线和反馈传感器140的中心线大致平行。反馈拉杆130的端部与伸缩端141之间可以通过连杆171连接。
[n0067] 反馈拉杆130的端部可以可转动地连接至连杆171，即反馈拉杆130相对于连杆171可转动。具体地，连杆171可以设置有第一安装孔，反馈拉杆130的端部能够穿过第一安装孔。反馈拉杆130的端部能够与第一安装孔的孔壁滑动式接触，从而使得反馈拉杆130能够在安装孔内可转动。这能够避免反馈旋转部110的旋转产生的动作经由反馈拉杆130、连杆171传递至反馈传感器140，从而可以提高反馈传感器140的电信号的准确性。或者进一步说，在反馈拉杆130可能会不期望地随着反馈旋转部110的旋转而围绕反馈拉杆130的轴向中心线转动的情况下，将反馈拉杆130整体设置为可转动是更有利的。
[n0068] 可选地，如果需要和/或期望，将联接部131设置为可转动，那么，反馈拉杆130的杆主体132可以固定地连接至连杆。具体地，杆主体132的端部可以穿过第一安装孔，但在第一安装孔内不可转动。
[n0069] 反馈拉杆130的端部穿过第一安装孔，并通过第一安装孔两侧的螺母172锁紧。连杆还可以设置有第二安装孔，反馈传感器140的伸缩端141穿过第二安装孔，并不可转动地连接至连杆。伸缩端141可以通过第二安装孔两侧的螺母172锁紧。在该实施方式中，如果需要和/或期望，伸缩端141可以设置有止动结构，例如平面、凸起或凹槽；连杆171在第二安装孔处可以设置有与伸缩端141的止动结构配合的结构。
[n0070] 反馈传感器140可以通过传感器基座143安装至安装基板120。具体地，本文的反馈传感器140可以为位移传感器，其包括伸缩端141和与伸缩端141连接的传感器主体142，伸缩端141可以相对于传感器主体142沿轴向移动。传感器主体142通过传感器基座143安装至安装基板120。
[n0071] 除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
[n0072] 本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种旋转零件用位移反馈装置，所述旋转零件安装至旋转轴，其特征在于，所述反馈装置包括：
反馈旋转部，所述反馈旋转部用于安装至所述旋转零件并围绕所述旋转轴的轴向中心线可旋转；
安装基板；
反馈拉杆，所述反馈拉杆可移动地连接至所述安装基板，且所述反馈拉杆与所述反馈旋转部可接触，以随所述旋转零件的轴向移动而移动；以及
反馈传感器，所述反馈传感器固定连接至所述安装基板，并与所述反馈拉杆连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述反馈拉杆设置有联接部，所述联接部的周向侧具有卡槽，所述卡槽用于容纳所述反馈旋转部的周侧部。
[0003] 3.根据权利要求2所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述反馈旋转部与所述卡槽的槽壁滑动式接触，以使所述反馈拉杆围绕所述反馈拉杆的轴向中心线不转动。
[0004] 4.根据权利要求2所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述安装基板还间隔设置有拉杆基座，所述反馈拉杆可移动地设置于所述拉杆基座，所述联接部位于相邻的所述拉杆基座之间。
[0005] 5.根据权利要求2所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述安装基板还设置有刻度板，所述刻度板与所述卡槽的位置相对应。
[0006] 6.根据权利要求2所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述联接部从所述反馈拉杆的杆主体径向向外凸出，所述安装基板还设置有限位开关，所述限位开关在轴向上与所述联接部间隔预设距离，所述限位开关的感测端朝向所述联接部，并与所述联接部位置对应。
[0007] 7.根据权利要求6所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述限位开关分别位于所述联接部的两侧并相对布置。
[0008] 8.根据权利要求3所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，
所述反馈传感器具有伸缩端，所述伸缩端沿轴向可移动，所述反馈拉杆的端部与所述伸缩端之间通过连杆连接，所述连杆设置有第一安装孔，所述反馈拉杆的所述端部穿过所述第一安装孔，并与所述第一安装孔的孔壁滑动式接触。
[0009] 9.根据权利要求8所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述连杆设置有第二安装孔，所述伸缩端穿过所述第二安装孔，并不可转动地连接至所述连杆。
[0010] 10.根据权利要求2所述的旋转零件用位移反馈装置，其特征在于，所述联接部一体成型地或固定地设置于所述反馈拉杆。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120067396.7U|CN214337740U|2021-01-11|2021-01-11|一种旋转零件用位移反馈装置|CN202120067396.7U| CN214337740U|2021-01-11|2021-01-11|一种旋转零件用位移反馈装置|