一种船用档位油门手自动控制装置及其系统的制作方法

1.本发明涉及一种档位油门控制技术，尤其涉及一种船用档位油门手自动控制装置及其系统。


背景技术：

2.随着自动化技术的普遍应用，现有的船用手动操控也正在进行电控和自控改造升级。而改造和升级的方法是彻底拆除驾驶台上的手动机械操作系统，如拆除档位和油门的导管式牵拉索手柄控制系统，取而代之的是以步进电机驱动丝杠牵拉为主的电控系统。这样，当因海况或其它因素出现紧急状况时，无法利用可靠的手动机械方式。在驾驶台对船只进行手动操控，大大降低了应急处置的可靠性和灵活性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种船用档位油门手自动控制装置，使用时，将朝向操纵杆的方向转动拨动头，使得拨动头与操纵杆卡接，从而可通过舵机驱动拨动杆摆动，而后经卡接于操纵杆外的拨动头带动操纵杆转动，即可改变操纵杆的位置，使系统能用手动操作也可以实现电控。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种船用档位油门手自动控制装置，包括对应船用操纵器的操纵杆布置的容置壳，所述船用操纵器外部固定有所述容置壳，所述容置壳内部固定有所述舵机，所述舵机的输出端连接有拨动杆，所述拨动杆远离所述舵机的一端经切换轴垂直转动连接有拨动头，所述拨动头绕所述切换轴转动实现所述拨动头与所述操纵杆之间的离合连接。
5.优选的，所述拨动头远离所述切换轴的一侧开设有u型卡槽，所述u型卡槽与所述操纵杆卡接；
6.所述拨动头的转动方向与所述操纵杆的转动平面垂直；
7.电控操作时，朝向操纵杆的方向转动拨动头，使得拨动头的一侧绕切换轴转动，位于拨动头另一侧的u型卡槽与操纵杆卡接，此时打开舵机，舵机即可带动拨动杆转动，进而经拨动头带动操纵杆转动，且在转动时带动拨动头转动的角度大于设定角度后回转至设定角度，从而便于操纵杆的定位钢珠卡入定位槽内；
8.手控操作时，反向转动拨动头，使得u型卡槽脱离操纵杆，解除卡接，此时直接手持操纵杆即可操作。
9.优选的，所述拨动杆的转动方向与所述操纵杆的转动方向相同。
10.优选的，所述操纵杆包括档位选择用操纵杆和油门大小选择用操纵杆。
11.一种船用档位油门控制系统，包括档位选择机构和油门大小选择机构，所述档位选择机构和所述油门大小选择机构均包括舵机、舵机控制器、指令输入模块和供电模块，所述指令输入模块与所述舵机控制器的输入端电性连接，所述舵机控制器的输出端经舵机插头与所述舵机的舵机插座电性连接，所述舵机与对应的操纵杆机械传动连接。
12.优选的，所述舵机控制器的pwm-in引脚与所述舵机插头相连，所述舵机插头与所述供电模块相连；
13.所述供电模块为24v直流驱动电源，所述供电模块还经电平转换模块与所述舵机控制器相连，用于将24v直流电转换为5v直流电后给所述舵机控制器供电；
14.所述舵机控制器的程序中包含有自洽嵌入子程序，自洽嵌入子程序能使其在转动时带动拨动头转动的角度大于设定角度后回转至设定角度。
15.优选的，所述电平转换模块与所述舵机控制器之间依次连接有去耦电路和滤波电路；
16.所述去耦电路包括一端接地、另一端连接于所述电平转换模块与所述舵机控制器之间的去耦电容；
17.所述滤波电路包括一端接地、另一端连接于所述去耦电路与所述舵机控制器之间的滤波电容。
18.优选的，所述舵机控制器与所述舵机插头之间连接有波形指示电路，所述波形指示电路包括依次串联的第一电阻和波形指示二极管。
19.优选的，所述舵机控制器还与工作状态指示电路电性连接，所述工作状态指示电路包括依次与所述舵机控制器串联的第二电阻和工作状态指示二极管。
20.优选的，所述档位选择机构的所述指令输入模块包括前进按钮、后退按钮和空挡按钮，所述前进按钮、所述后退按钮和所述空挡按钮均经继电器与所述舵机控制器电性连接；
21.所述油门大小选择机构的所述指令输入模块包括至少一个速度选择按钮和怠速按钮，所述速度选择按钮和所述怠速按钮均经继电器与所述舵机控制器电性连接。
22.因此，本发明采用上述结构的船用档位油门手自动控制装置，使用电控时，将朝向操纵杆的方向转动拨动头，使得拨动头与操纵杆卡接，从而可通过舵机驱动拨动杆摆动，而后经卡接于操纵杆外的拨动头带动操纵杆转动，即可改变操纵杆的位置，当需要手动操作时，朝向远离操纵杆的方向转动拨动头，实现舵机与操纵杆的脱离，从而达到手动电动两用的目的。
23.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
24.图1为本发明的实施例一种基于船用档位油门控制系统的装置的横向剖视图；
25.图2为本发明的实施例一种基于船用档位油门控制系统的装置的拨动板结构示意图；
26.图3为本发明的实施例一种船用档位油门控制系统的电路原理图；
27.图4为本发明的实施例一种船用档位油门控制系统的档位操控流程图；
28.图5为本发明的实施例一种船用档位油门控制系统的速度操控流程图。
29.其中：1、船用操纵器；2、舵机；3、容置壳；4、拨动杆；5、拨动头；50、u型卡槽；6、档位选择用操纵杆；7、油门大小选择用操纵杆；8、切换轴。
具体实施方式
30.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
31.图1为本发明的实施例一种基于船用档位油门控制系统的装置的横向剖视图；图2为本发明的实施例一种基于船用档位油门控制系统的装置的拨动板结构示意图，图1为本发明的实施例一种船用档位油门控制系统的电路原理图；图4为本发明的实施例一种船用档位油门控制系统的档位操控流程图；图5为本发明的实施例一种船用档位油门控制系统的速度操控流程图，如图1-图5所示，本发明公开了一种船用档位油门手自动控制装置，包括对应船用操纵器1的操纵杆布置的容置壳3，所述船用操纵器1外部固定有所述容置壳3，所述容置壳3内部固定有所述舵机2，所述舵机2的输出端连接有拨动杆4，所述拨动杆4远离所述舵机2的一端经切换轴8垂直转动连接有拨动头5，所述拨动头5绕所述切换轴8转动实现所述拨动头5与所述操纵杆之间的离合连接，此处的离合连接表述为可拆卸连接。
32.所述拨动头5远离所述切换轴8的一侧开设有u型卡槽50，所述u型卡槽50与所述操纵杆卡接；所述拨动头5的转动方向与所述操纵杆的转动平面垂直；电控操作时，朝向操纵杆的方向转动拨动头，使得拨动头5的一侧绕切换轴8转动，位于拨动头5另一侧的u型卡槽50与操纵杆卡接，此时打开舵机2，舵机2即可带动拨动杆4转动，进而经拨动头5带动操纵杆转动，且在转动时带动拨动头5转动的角度大于设定角度后回转至设定角度，从而便于操纵杆的定位钢珠卡入定位槽内，即模仿手动操作原理，便于操纵杆到位，因上述程序不为本技术的保护范围，故在此不做赘述。
33.手控操作时，反向转动拨动头5，使得u型卡槽脱离操纵杆，解除卡接，此时直接手持操纵杆即可操作。
34.所述拨动杆4的转动方向与所述操纵杆的转动方向相同。
35.所述操纵杆包括档位选择用操纵杆6和油门大小选择用操纵杆7。
36.本发明还公开了一种船用档位油门控制系统，包括档位选择机构和油门大小选择机构，所述档位选择机构和所述油门大小选择机构均包括舵机2、舵机控制器mcu、指令输入模块和供电模块，所述指令输入模块与所述舵机控制器mcu的输入端电性连接，所述舵机控制器mcu的输出端经舵机插头jk1与所述舵机2的舵机插座电性连接，所述舵机2与对应的操纵杆机械传动连接。
37.优选的，所述舵机控制器mcu的pwm-in引脚与所述舵机插头jk1相连，所述舵机插头jk1与所述供电模块相连；所述供电模块为24v直流驱动电源，所述供电模块还经电平转换模块与所述舵机控制器mcu相连，用于将24v直流电转换为5v直流电后给所述舵机控制器mcu供电；所述舵机控制器的程序中包含有自洽嵌入子程序，自洽嵌入子程序能使其在转动时带动拨动头转动的角度大于设定角度后回转至设定角度。
38.优选的，所述电平转换模块与所述舵机控制器mcu之间依次连接有去耦电路和滤波电路；所述去耦电路包括一端接地、另一端连接于所述电平转换模块与所述舵机控制器mcu之间的去耦电容c1；所述滤波电路包括一端接地、另一端连接于所述去耦电路与所述舵机控制器mcu之间的滤波电容c2。
39.优选的，所述舵机控制器mcu与所述舵机插头jk1之间连接有波形指示电路，所述
波形指示电路包括依次串联的第一电阻r1和波形指示二极管vd1，使得波形指示二极管vd1可随舵机控制器mcu的输出波形闪烁。优选的，所述舵机控制器mcu还与工作状态指示电路电性连接，所述工作状态指示电路包括依次与所述舵机控制器mcu串联的第二电阻r2和工作状态指示二极管vd2，工作状态二极管常亮表示正常工作，还可用不同频率的闪烁指示不同的工作状态，如闪烁越快，定位越高或者速度越高，本技术对此并不做限制。
40.优选的，所述档位选择机构的所述指令输入模块包括前进按钮k1、后退按钮k2和空挡按钮k3，所述前进按钮k1、所述后退按钮k2和所述空挡按钮k3均经继电器与所述舵机控制器mcu电性连接；
41.所述油门大小选择机构的所述指令输入模块包括至少一个速度选择按钮和怠速按钮k6，所述速度选择按钮和所述怠速按钮k6均经继电器与所述舵机控制器mcu电性连接，本实施例的速度选择按钮包括加速按钮k4和减速按钮k5。
42.优选的，所述电平转换模块包括voltreg调压芯片。
43.因此，本发明采用上述结构的船用档位油门手自动控制装置，使用时，将朝向操纵杆的方向转动拨动头，使得拨动头与操纵杆卡接，从而可通过舵机驱动拨动杆摆动，而后经卡接于操纵杆外的拨动头带动操纵杆转动，即可改变操纵杆的位置，当需要手动操作时，朝向远离操纵杆的方向转动拨动头，实现舵机与操作杆的脱离，从而达到手动、电动两用的目的。
44.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。