一种一体式数字调速器的制作方法

1.本实用新型涉及柴油机转速控制领域，具体涉及一种一体式数字调速器。


背景技术：

2.当前船用柴油机转速控制以机械液压调速器为主，机械液压调速器功能简单，只能对发动机转速进行控制，无法根据实际情况对发动机工况进行外特性标定，且机械调速器动态响应性较差，难以满足船用柴油机未来的控制要求。
3.有必要解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.为了解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种一体式数字调速器，替代机械液压调速器，本实用新型具有控制精度高、响应迅速、接口丰富等特点，并可根据柴油工况进行外特性标定，在性能上较机械液压调速器具有明显优势，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种一体式数字调速器，包括下护罩、上护罩，上护罩内部安装有轴承座与双弹簧座，下护罩内部安装有电路板箱与电路板，所述电路板固定在电路板箱的内部，所述下护罩与上护罩连接固定并作为调速器外壳，所述轴承座上安装固定有执行器体与单列深沟球轴承，所述执行器体通过固定板与双头螺柱固定在轴承座上，所述单列深沟球轴承上固定有中间轴，支撑起中间轴，所述双弹簧座上安装有复位弹簧、深沟球轴承与摇臂，所述双弹簧座与执行器体的输出端相连，所述摇臂与深沟球轴承通过过渡轴连接固定，所述中间轴与摇臂通过销连接。所述中间轴上开设有槽，槽内固定有磁钢套，磁钢套上固定有磁钢，所述轴承座上还固定有位置传感器，所述电路板与执行器体、位置传感器电性连接。
6.所述执行器体由衔铁轴、线圈、外壳构成，衔铁轴穿入线圈中心固定在外壳内部，线圈固定在外壳内，由电路板输出驱动电流至线圈，执行器体内部产生磁场，再由磁场产生磁力，作用于执行器体中心的衔铁轴，使其动作，所述外壳为封闭导体，减少内部磁场衰减；衔铁轴与双弹簧座通过螺母相连固定，由衔铁轴带动双弹簧座运动。
7.所述位置传感器由线路板、信号线束、线路板盖构成，所述线路板采用可编程霍尔传感器，所述磁钢通过磁钢套固定在执行器体的输出轴上,线路板由线路板盖固定。
8.所述电路板上的控制电路包括位置反馈处理电路、转速信号处理电路、控制信号处理电路、电源电路、单片机接口电路、位置信号输出、电机驱动电路和通讯电路，还包括单片机，前述各个电路均连接至单片机的对应接口，由单片机控制。
9.所述电路板与外部的24v直流电源连接，由其供电。
10.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：
11.1、本实用新型通过电子电路进行数字化控制柴油机转速，具有控制精度高、响应速度快、可靠性高等特点，并可根据柴油工况进行外特性标定，在性能上较机械液压调速器具有明显优势。
12.2、本实用新型将控制电路和执行部件集成在一起，提高了设备的集成度，简化了系统结构，安装方式对标机械液压调速器，可实现相互替换。
13.3、本实用新型具有转速控制、位置信号输出、外特性标定、故障检测和保护、上位机通讯等功能，可实现船用柴油机的综合管理。
14.综上，本实用新型设计巧妙，结构合理，可充分有效地满足柴油机未来的控制要求，具有十分显著的推广应用意义。
附图说明
15.图1为本实用新型整体结构正视图；
16.图2为图1中f
‑
f截面剖视图；
17.图3为本实用新型位置传感器结构示意图；
18.图4为本实用新型执行器体结构正视图；
19.图5为本实用新型执行器体结构俯视图；
20.图6为本实用新型电路板控制电路原理框图；
21.图7为本实用新型原理框图；
22.图中：1为护罩、2为轴承座、3为复位弹簧、4为双头螺柱、5为固定板、6为执行器体、7为上护罩、8为中间轴、9为过渡轴、10为销、11为深沟球轴承、12为摇臂、13为双弹簧座、14为单列深沟球轴承、15为磁钢套、16为磁钢、17为位置传感器、18为电路板箱、19为电路板、20为线路板、21为信号线束、22为线路板盖、23为反馈处理电路、24为转速信号处理电路、25为控制信号处理电路、26为电源电路、27为单片机接口电路、28为位置信号输出、29为电机驱动电路、30为通讯电路、31为衔铁轴、32为线圈、33为外壳。
具体实施方式
23.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.参见图1至图7，本实用新型提供了一种一体式数字调速器，包括下护罩1、上护罩7，上护罩7内部安装有轴承座2与双弹簧座13，下护罩1内部安装有电路板箱18与电路板19，所述电路板19固定在电路板箱18的内部，所述下护罩1与上护罩7连接固定并作为调速器外壳，所述轴承座2上安装固定有执行器体6与单列深沟球轴承14，所述执行器体6通过固定板5与双头螺柱4固定在轴承座2上，所述单列深沟球轴承14上固定有中间轴8，支撑起中间轴8，所述双弹簧座13上安装有复位弹簧3、深沟球轴承11与摇臂12，所述双弹簧座13与执行器体6的输出端相连，所述摇臂12与深沟球轴承11通过过渡轴9连接固定，所述中间轴8与摇臂12通过销10连接。所述中间轴8上开设有槽，槽内固定有磁钢套15，磁钢套15上固定有磁钢16，所述轴承座2上还固定有位置传感器17，所述电路板19与执行器体6、位置传感器17电性连接。
25.所述执行器体6由衔铁轴31、线圈32、外壳33构成，衔铁轴31穿入线圈32中心固定在外壳33内部，线圈32固定在外壳33内，由电路板19输出驱动电流至线圈32，执行器体6内
部产生磁场，再由磁场产生磁力，作用于执行器体6中心的衔铁轴31，使其动作，所述外壳33为封闭导体，减少内部磁场衰减；衔铁轴31与双弹簧座13通过螺母相连固定，由衔铁轴31带动双弹簧座13运动。
26.所述位置传感器17由线路板20、信号线束21、线路板盖22构成，线路板采用可编程霍尔传感器，通过检测固定在中间轴8上的环形磁钢16的磁场变化来输出执行器输出轴(中间轴)的位置信号，信号线束21负责将信号输出至执行器电路板19，环形磁钢16通过磁钢套15固定在执行器输出轴上,线路板20由线路板盖22固定。
27.所述电路板19上的控制电路包括位置反馈处理电路23、转速信号处理电路24、控制信号处理电路25、电源电路26、单片机接口电路27、位置信号输出28、电机驱动电路29和通讯电路30，还包括单片机，前述各个电路均连接至单片机的对应接口，由单片机控制。
28.所述电路板19与外部的24v直流电源连接，由其供电。
29.本实用新型所涉及的原理为：
30.本实用新型由外部24vdc电源供电，电路板19接收工控设备给出的位置控制输入信号与位置传感器17输出的位置信号通过单片机进行运算，输出执行器体6驱动信号，驱动执行器体6在复位弹簧3的反作用力下，通过执行器体6衔铁轴31带动双弹簧座13做直线往返运动，与双弹簧座13连接的摇臂12将双弹簧座13往返运动传递为中间轴8旋转运动；中间轴8与摇臂12通过销10连接，摇臂12与双弹簧座13通过深沟球轴承11及过渡轴9连接实现运动传递，单列深沟球轴承14固定中间轴8的轴向与径向移动，支撑起中间轴8，使其只能做转动运动，并保证其回转精度；位置传感器17通过检测安装在中间轴8上的磁钢16磁场的变化输出执行器位置反馈信号。
31.本实用新型电路板上的控制电路由位置反馈处理电路23、转速信号处理电路24、控制信号处理电路25、电源电路26、单片机接口电路27、位置信号输出28、电机驱动电路29和通讯电路30构成。其中，位置反馈处理电路23接收位置传感器17输出的反馈信号，该信号经过电路处理输入到单片机相应接口中；转速信号处理电路24采集转速传感器输入的柴油机实时转速信号，并将其交由单片机进行数据处理；控制信号处理电路25接收外部输入的停机、升速、降速、转速设定、模式切换等控制信号，将其处理后送入单片机接口电路；电源电路26将24v外部电源转换为电路板内部所需的5v、18v电源；单片机接口电路27为控制电路的核心，其将转速信号、位置信号与柴油的设定转速与标定数据进行计算，向电机驱动电路输出控制信号，同时具有故障检测和保护的功能；位置信号输出电路28主要向外部监控设备输出0.5～4.5v或4～20ma的位置信号；执行器体驱动电路29接收单片机输入的控制信号，经过该电路处理，输出执行器体6驱动信号，使执行器体6按照相应程序运行；通讯电路30可实现执行器与上位机软件或手持调试设备的通讯功能，上位机软件或调试设备可通过通讯电路与单片机进行数据交换，设置调速器运行参数、查询调速器运行转台及故障信息。
32.上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。