一种桨叶螺距反馈机构及推进器的制作方法

1.本实用新型属于桨叶螺距测量技术领域，尤其涉及一种桨叶螺距反馈机构及推进器。


背景技术：

2.可调螺距全回转的推进器广泛用于工作船、渡轮等船舶上，其内置的螺距反馈调节机构是推进器的核心部件，用于实时反馈水下桨叶的螺距，以精确控制桨叶的转速。
3.现有的推进器通过一根推拉杆随桨毂内油缸的油管的前后往复运动，将桨叶的螺距传递至螺距反馈器，螺距反馈器向推进器的控制系统反馈桨叶的螺距。由于推进器能够在水中做360
°
任意方向的全回转运动，同时桨叶具有变螺距功能。而油管的螺距反馈传递的动作是从推进器中作全回转运动的下齿轮箱组件内传递出来，推进器的回转运动影响了推拉杆的运动传递，降低了反馈调节机构的反馈精度，不利于推进器的精确控制。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的在于提供一种桨叶螺距反馈机构，以提高螺距的反馈精度。
5.本实用新型的另一个目的在于提供一种推进器，以提高螺距的反馈精度。
6.为达此目的，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种桨叶螺距反馈机构，包括：
8.支架，桨轴的油管可转动地穿设于所述支架上，所示油管能够带动所述支架沿第一方向往复移动；
9.导柱，沿第二方向固定于下齿轮箱，所述导柱能够绕自身的轴向转动；
10.滑套和弹性件，均套设于所述导柱上，且所述滑套抵压于所述弹性件的上端，所述滑套能够随所述导柱转动且能够沿所述导柱滑动；
11.上盘，可转动地套设于所述滑套上，所述上盘的一端通过第一伸缩轴铰接于上齿轮箱，所述上盘能够随所述滑套沿所述第二方向移动；
12.下盘，套设于所述滑套上，所述下盘的一端通过第二伸缩轴铰接于所述导柱的底部；
13.软轴，其两端分别与所述支架和所述下盘的另一端相连；以及
14.螺距反馈器，与所述上盘的另一端相连，以反馈所述上盘沿所述第二方向的位移。
15.进一步地，所述滑套的外周具有沿其周向分布的第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽与所述第二环形槽沿所述第二方向上下间隔设置，所述上盘可转动地卡接于所述第一环形槽，所述下盘卡接于所述第二环形槽。
16.进一步地，所述桨叶螺距反馈机构还包括销轴，所述销轴包括销轴主体和关节轴承，所述销轴主体与所述关节轴承的外圈连接为一体；所述第一环形槽与所述第二环形槽内分别套接有所述关节轴承，所述上盘与所述下盘分别套设于对应的关节轴承的外圈，并
与对应的销轴主体插接固定。
17.进一步地，所述导柱包括：
18.底座，开设有导向孔，所述软轴远离所述支架的一端穿过所述导向孔并与所述下盘相连，所述第二伸缩轴铰接于所述底座；以及
19.柱体，设置于所述底座上；所述滑套与所述弹性件均套设于所述柱体上，所述弹性件的底端抵压于所述底座上，所述弹性件的顶端承托所述滑套。
20.进一步地，所述桨叶螺距反馈机构还包括：
21.第一滚珠套，夹设于所述导柱与所述滑套之间，并抵压于所述弹性件的上端。
22.进一步地，所述桨叶螺距反馈机构还包括：
23.导向杆，沿第一方向延伸并设置于所述下齿轮箱的侧壁；所述支架滑动地套设于所述导向杆上。
24.进一步地，多个所述导向杆沿所述油管的周向间隔设置于所述下齿轮箱。
25.进一步地，所述导向杆上套设有第二滚珠套，所述支架与所述第二滚珠套滑动配合。
26.一种推进器，包括上述的桨叶螺距反馈机构。
27.一种船舶，包括上述的推进器。
28.本实用新型的有益效果为：
29.本实用新型提出的桨叶螺距反馈机构，由于桨叶调整螺距时，桨轴的油管沿第一方向同步移动，因此通过测量桨轴的油管的运动来反馈桨叶螺距的变化情况。当桨轴的油管伸出并带动支架沿第一方向的正向移动时，支架通过软轴拉动下盘沿第二方向向下移动，下盘通过滑套带动上盘沿第二方向同步向下移动，同时弹性件受压。当桨轴的油管收缩并带动支架沿第一方向的反向移动时，弹性件复位，并带动滑套及滑套上的上盘和下盘沿第二方向同步向上移动。通过软轴的拉力和弹性件的回复力使得滑套、下盘与上盘沿第二方向往复移动，由于螺距反馈器与上盘相连，能够根据上盘的往复移动位移精确反馈油管的移动位移，即桨叶的螺距。
30.同时，上盘可转动地套设于滑套上，当导柱、滑套以及下盘随下齿轮箱绕第二方向进行360绕全回转运动时，下盘的转动不会传递到上盘上，上盘与铰接相连的上齿轮箱保持稳定，不会影响螺距反馈器的反馈的准确性，提高了反馈精度。
31.本实用新型提出的推进器包括上述的桨叶螺距反馈机构，通过软轴的拉力和弹性件的回复力使得滑套、下盘与上盘沿第二方向往复移动，由于螺距反馈器与上盘相连，能够根据上盘的往复移动位移精确反馈油管的移动位移，即桨叶的螺距。
附图说明
32.图1是本实用新型实施例提供的桨叶螺距反馈机构的结构示意图；
33.图2是图1中a-a向的截面视图。
34.图中部件名称和标号如下：
35.10、油缸；20、活塞；30、油管；40、下齿轮箱；50、上齿轮箱；
36.1、支架；2、导柱；21、底座；211、导向孔；22、柱体；3、滑套；31、第一环形槽；32、第二环形槽；4、销轴；51、上盘；511、第一伸缩轴；52、下盘；521、第二伸缩轴；61、第一滚珠套；62、
第二滚珠套；7、软轴；8、螺距反馈器；9、导向杆。
具体实施方式
37.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
38.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
41.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
42.目前，螺旋桨推进器广泛用于船舶上，以向船舶提供航行动力。为了提高船舶转速的稳定性，通常采用可变螺距的推进器替代固定螺距的推进器。在可变螺距的推进器安装有螺距反馈调节机构，用于实时反馈桨叶的螺距，以精确控制桨叶的转速。
43.如图1所示，在可变螺距的推进器中，当桨叶调整螺距时，桨轴内油缸10的活塞20和与活塞20相连的油管30发生同步移动。因此，以油管30为采样基准，通过测量桨轴的油管30的移动位移来反馈桨叶螺距的变化情况。
44.需要说明的是，推进器中舵机箱体内具有上齿轮箱50和下齿轮箱40，桨轴的油管30的一端与油缸10内的活塞20相连，另一端与支架1相连。推进器工作时，油缸10、活塞20以及油管30能够随桨叶绕桨轴旋转。同时，下齿轮箱40能够在水中做360
°
任意方向的旋转。
45.现有的推进器通过一根推拉杆随油缸10的油管30前后往复运动，将桨叶螺距传递至螺距反馈器8上，螺距反馈器8根据油管30的移动位移向推进器的控制系统反馈桨叶的螺距。由于油管30的移动位移的反馈是从推进器中作全回转运动的下齿轮箱40内传递出来，影响了推拉杆信号的导出，降低了反馈调节机构的反馈精度，不利于推进器的精确控制。
46.为解决上述问题，本实施例公开了一种桨叶螺距反馈机构。该桨叶螺距反馈机构包括支架1、导柱2、滑套3、弹性件、下盘52、上盘51和螺距反馈器8。桨轴的油管30可转动地穿设于支架1上，油管30能够带动支架1沿第一方向往复移动。导柱2沿第二方向固定于下齿
轮箱40，导柱2能够绕自身的轴向转动。滑套3和弹性件均套设于导柱2上，且滑套3抵压于弹性件的上端，滑套3能够随导柱2转动且能够沿导柱2滑动。上盘51可转动地套设于滑套3上，上盘51的一端通过第一伸缩轴511铰接于上齿轮箱50，上盘51能够随滑套3沿第二方向移动。下盘52套设于滑套3上，下盘52的一端通过第二伸缩轴521铰接于导柱2的底部。软轴7的两端分别与支架1和下盘52的另一端相连。螺距反馈器8与上盘51的另一端相连，以反馈上盘51沿第二方向的位移。
47.如图1所示，第一方向为图1中x方向(导柱2的轴向)，第二方向为图1中y方向，第一方向垂直于第二方向。为了便于描述，以图1中支架1靠近油箱的一侧为左侧，支架1远离油箱的一侧为右侧。
48.在本实施例中，当桨轴的油管30伸出并带动支架1沿第一方向朝右侧移动时，支架1通过软轴7拉动下盘52沿第二方向向下移动，下盘52通过滑套3带动上盘51沿第二方向同步向下移动，同时弹性件受压。当桨轴的油管30收缩并带动支架1沿第一方向朝左侧移动时，软轴7不会对下盘52施加拉力。弹性件复位，并带动滑套3及滑套3上的上盘51和下盘52沿第二方向同步向上移动。通过软轴7的拉力和弹性件的回复力使得滑套3、下盘52与上盘51沿第二方向往复移动，由于螺距反馈器8与上盘51相连，能够根据上盘51的往复移动位移精确反馈油管30的移动位移，即桨叶的螺距。
49.同时，上盘51可转动地套设于滑套3上。当导柱2、滑套3以及下盘52随下齿轮箱40绕第二方向进行360
°
全回转运动时，上盘51与铰接相连的上齿轮箱50保持稳定，下盘52的转动不会传递到上盘51上，因此不会影响螺距反馈器8的反馈的准确性，提高了反馈精度。
50.如图1所示，本实施例的支架1为竖直设置的水平板，由于油管30能够绕桨轴旋转，油管30通过滑动轴承安装于支架1上，使得油管30能够同时转动并沿第一方向往复移动。
51.为实现支架1的稳定移动，桨叶螺距反馈机构还包括导向杆9，导向杆9沿第一方向延伸并设置于下齿轮箱40的侧壁。支架1滑动地套设于导向杆9上。导向杆9能够对支架1起到导向支撑作用，有利于提高桨叶螺距反馈机构的反馈精度。
52.具体地，导向杆9的数量为多个，多个导向杆9沿油管30的周向间隔设置于下齿轮箱40，进一步提高了支架1的移动的稳定性。
53.优选地，导向杆9上套设有第二滚珠套62，支架1与第二滚珠套62滑动配合。第二滚珠套62减小了导向杆9与支架1之间的摩擦力，使得支架1能够顺畅移动，提高了支架1的灵敏度。当桨叶螺距的调整量较小时，油管30沿第一方向的移动位移较小，支架1能够随油管30同步移动相同的位移，使得螺距反馈器8能够反馈对应的螺距，有利于提高反馈精度。
54.需要说明的是，本实施例的软轴7仅能够提供拉力。当支架1沿第一方向朝向右侧移动时，软轴7能够拉动下盘52沿第二方向向下移动，此时弹性件受压。支架1沿第一方向的往复移动通过软轴7的传递成为下盘52沿第二方向的向下移动。当支架1沿第一方向朝向左侧移动时，软轴7放松，此时弹性件复位，并带动滑套3、下盘52和上盘51沿第二方向向上移动。
55.如图1所示，本实施例的导柱2包括连接为一体的底座21和柱体22，底座21开设有导向孔211，软轴7远离支架1的一端穿过导向孔211并与下盘52相连，第二伸缩轴521铰接于底座21。柱体22设置于底座21上。滑套3与弹性件均套设于柱体22上，弹性件的底端抵压于底座21上，弹性件的顶端承托滑套3。
56.具体地，导柱2的底座21通过螺栓安装于下齿轮箱40的外壁，并能够随下齿轮箱40沿导柱2的轴向旋转。本实施例的弹性件为弹簧，弹簧套设于导柱2的柱体22上，以承托滑套3。当然，弹性件还可以为弹性橡胶等。
57.如图1所示，第一滚珠套61夹设于导柱2与滑套3之间，第一滚珠套61抵压于弹性件的上端。第一滚珠套61减小了滑套3与柱体22之间的摩擦力，使得滑套3能够顺畅移动，提高了滑套3的灵敏度，有利于提高反馈精度。
58.本实施例的滑套3的外周具有沿其周向分布的第一环形槽31和第二环形槽32，第一环形槽31与第二环形槽32沿第二方向上下间隔设置，上盘51可转动地卡接于第一环形槽31，下盘52卡接于第二环形槽32。
59.如图2所示，桨叶螺距反馈机构还包括销轴4，上盘51与下盘52均通过销轴4与滑套3配合安装。具体地，上盘51和下盘52均为八角形盘体，具有平整的外侧面，方便销轴4的安装。在它实施例中，上盘51和下盘52还可以为矩形盘体、六角形盘体或圆盘等。
60.本实施例的销轴4加装有关节轴承结构，具体包括销轴主体和关节轴承，销轴主体与关节轴承的外圈连接为一体。第一环形槽31与第二环形槽32内分别套接有关节轴承，上盘51与下盘52分别套设于对应的关节轴承的外圈，并与对应的销轴主体插接固定。加装有关节轴承的销轴4能够使上盘51与下盘52卡接于滑套3的同时，还能够分别绕对应的第一伸缩轴511和第二伸缩轴521转动，实现油管30的位移传递。
61.此外，下盘52铰接于导柱2，能够与导柱2一起随下齿轮箱40绕导柱2的轴线进行360
°
的全向转动。由于上盘51铰接于上齿轮箱50，并通过销轴4可转动地卡接于第一环形槽31内，使得下盘52不会将自身的回转运动传递给上盘51，上盘51能够随上齿轮保持稳定。
62.如图1和图2所示，下盘52上相对的两端中的一端通过第二伸缩轴521铰接于导柱2的底座21，另一端与软轴7相连。上盘51相对的两端的一端通过第一伸缩轴511铰接于上齿轮箱50，另一端与螺距反馈器8相连。
63.上盘51和下盘52之间的运动传递过程为：当软轴7拉动下盘52沿第二方向向下移动时，下盘52能够绕第二伸缩轴521向下转动，并带动滑套3沿第二方向向下移动，从而使上盘51绕第一伸缩轴511向下转动，螺距反馈器8能够根据上盘51沿第二方向的位移反馈对应的桨叶的螺距。
64.需要说明的是，本实施例的螺距反馈器8与上盘51的连接位置定义为采集位置，上盘51与上齿轮箱50的铰接位置定义为第一铰接位置，上盘51的采集位置与第一铰接位置关于上盘51的中心对称分布。当上盘51绕第一伸缩轴511转动时，采集位置具有沿第二方向的最大位移，有利于提高螺距反馈器8的灵敏度，提高反馈精度。
65.同样地，下盘52上与导柱2的底座21铰接位置定义为第二铰接位置，下盘52与软轴7相连的位置定位为传递位置，铰接位置与传递位置关于下盘52中心对称分布。当软轴7拉动下盘52绕第二伸缩轴521转动时，传递位置的力矩最大，有利于提高下盘52的受力，从而提高下盘52传递的位移量，从而提高上盘51沿第二方向的位移，有利于提高螺距反馈器8的灵敏度，提高反馈精度。
66.如图1和图2所示，上盘51的径向截面面积大于下盘52的径向截面面积，增大了上盘51的采集位置与第一铰接位置的间距，进一步增加了采集位置沿第二方向的位移量。
67.本实施例还公开了一种推进器，该推进器通过采用桨叶螺距反馈机构，通过软轴7
的拉力和弹性件的回复力使得滑套3、下盘52与上盘51沿第二方向往复移动，由于螺距反馈器8与上盘51相连，能够根据上盘51的往复移动位移精确反馈油管30的移动位移，即桨叶的螺距。
68.以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。