一種槳葉螺距反饋機構及推進器的制作方法

1.本實用新型屬于槳葉螺距測量技術領域，尤其涉及一種槳葉螺距反饋機構及推進器。


背景技術：

2.可調螺距全回轉的推進器廣泛用于工作船、渡輪等船舶上，其內置的螺距反饋調節機構是推進器的核心部件，用于實時反饋水下槳葉的螺距，以精確控制槳葉的轉速。
3.現有的推進器通過一根推拉桿隨槳轂內油缸的油管的前后往復運動，將槳葉的螺距傳遞至螺距反饋器，螺距反饋器向推進器的控制系統反饋槳葉的螺距。由于推進器能夠在水中做360
°
任意方向的全回轉運動，同時槳葉具有變螺距功能。而油管的螺距反饋傳遞的動作是從推進器中作全回轉運動的下齒輪箱組件內傳遞出來，推進器的回轉運動影響了推拉桿的運動傳遞，降低了反饋調節機構的反饋精度，不利于推進器的精確控制。


技術實現要素：

4.本實用新型的一個目的在于提供一種槳葉螺距反饋機構，以提高螺距的反饋精度。
5.本實用新型的另一個目的在于提供一種推進器，以提高螺距的反饋精度。
6.為達此目的，本實用新型所采用的技術方案是：
7.一種槳葉螺距反饋機構，包括：
8.支架，槳軸的油管可轉動地穿設于所述支架上，所示油管能夠帶動所述支架沿第一方向往復移動；
9.導柱，沿第二方向固定于下齒輪箱，所述導柱能夠繞自身的軸向轉動；
10.滑套和彈性件，均套設于所述導柱上，且所述滑套抵壓于所述彈性件的上端，所述滑套能夠隨所述導柱轉動且能夠沿所述導柱滑動；
11.上盤，可轉動地套設于所述滑套上，所述上盤的一端通過第一伸縮軸鉸接于上齒輪箱，所述上盤能夠隨所述滑套沿所述第二方向移動；
12.下盤，套設于所述滑套上，所述下盤的一端通過第二伸縮軸鉸接于所述導柱的底部；
13.軟軸，其兩端分別與所述支架和所述下盤的另一端相連；以及
14.螺距反饋器，與所述上盤的另一端相連，以反饋所述上盤沿所述第二方向的位移。
15.進一步地，所述滑套的外周具有沿其周向分布的第一環形槽和第二環形槽，所述第一環形槽與所述第二環形槽沿所述第二方向上下間隔設置，所述上盤可轉動地卡接于所述第一環形槽，所述下盤卡接于所述第二環形槽。
16.進一步地，所述槳葉螺距反饋機構還包括銷軸，所述銷軸包括銷軸主體和關節軸承，所述銷軸主體與所述關節軸承的外圈連接為一體；所述第一環形槽與所述第二環形槽內分別套接有所述關節軸承，所述上盤與所述下盤分別套設于對應的關節軸承的外圈，并
與對應的銷軸主體插接固定。
17.進一步地，所述導柱包括：
18.底座，開設有導向孔，所述軟軸遠離所述支架的一端穿過所述導向孔并與所述下盤相連，所述第二伸縮軸鉸接于所述底座；以及
19.柱體，設置于所述底座上；所述滑套與所述彈性件均套設于所述柱體上，所述彈性件的底端抵壓于所述底座上，所述彈性件的頂端承托所述滑套。
20.進一步地，所述槳葉螺距反饋機構還包括：
21.第一滾珠套，夾設于所述導柱與所述滑套之間，并抵壓于所述彈性件的上端。
22.進一步地，所述槳葉螺距反饋機構還包括：
23.導向桿，沿第一方向延伸并設置于所述下齒輪箱的側壁；所述支架滑動地套設于所述導向桿上。
24.進一步地，多個所述導向桿沿所述油管的周向間隔設置于所述下齒輪箱。
25.進一步地，所述導向桿上套設有第二滾珠套，所述支架與所述第二滾珠套滑動配合。
26.一種推進器，包括上述的槳葉螺距反饋機構。
27.一種船舶，包括上述的推進器。
28.本實用新型的有益效果為：
29.本實用新型提出的槳葉螺距反饋機構，由于槳葉調整螺距時，槳軸的油管沿第一方向同步移動，因此通過測量槳軸的油管的運動來反饋槳葉螺距的變化情況。當槳軸的油管伸出并帶動支架沿第一方向的正向移動時，支架通過軟軸拉動下盤沿第二方向向下移動，下盤通過滑套帶動上盤沿第二方向同步向下移動，同時彈性件受壓。當槳軸的油管收縮并帶動支架沿第一方向的反向移動時，彈性件復位，并帶動滑套及滑套上的上盤和下盤沿第二方向同步向上移動。通過軟軸的拉力和彈性件的回復力使得滑套、下盤與上盤沿第二方向往復移動，由于螺距反饋器與上盤相連，能夠根據上盤的往復移動位移精確反饋油管的移動位移，即槳葉的螺距。
30.同時，上盤可轉動地套設于滑套上，當導柱、滑套以及下盤隨下齒輪箱繞第二方向進行360繞全回轉運動時，下盤的轉動不會傳遞到上盤上，上盤與鉸接相連的上齒輪箱保持穩定，不會影響螺距反饋器的反饋的準確性，提高了反饋精度。
31.本實用新型提出的推進器包括上述的槳葉螺距反饋機構，通過軟軸的拉力和彈性件的回復力使得滑套、下盤與上盤沿第二方向往復移動，由于螺距反饋器與上盤相連，能夠根據上盤的往復移動位移精確反饋油管的移動位移，即槳葉的螺距。
附圖說明
32.圖1是本實用新型實施例提供的槳葉螺距反饋機構的結構示意圖；
33.圖2是圖1中a-a向的截面視圖。
34.圖中部件名稱和標號如下：
35.10、油缸；20、活塞；30、油管；40、下齒輪箱；50、上齒輪箱；
36.1、支架；2、導柱；21、底座；211、導向孔；22、柱體；3、滑套；31、第一環形槽；32、第二環形槽；4、銷軸；51、上盤；511、第一伸縮軸；52、下盤；521、第二伸縮軸；61、第一滾珠套；62、
第二滾珠套；7、軟軸；8、螺距反饋器；9、導向桿。
具體實施方式
37.為使本實用新型解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部。
38.在本實用新型的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”、“連接”、“固定”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
39.在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，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觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。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，或僅僅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，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.在本實施例的描述中，術語“上”、“下”、“右”、等方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述和簡化操作，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅僅用于在描述上加以區分，并沒有特殊的含義。
41.下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。
42.目前，螺旋槳推進器廣泛用于船舶上，以向船舶提供航行動力。為了提高船舶轉速的穩定性，通常采用可變螺距的推進器替代固定螺距的推進器。在可變螺距的推進器安裝有螺距反饋調節機構，用于實時反饋槳葉的螺距，以精確控制槳葉的轉速。
43.如圖1所示，在可變螺距的推進器中，當槳葉調整螺距時，槳軸內油缸10的活塞20和與活塞20相連的油管30發生同步移動。因此，以油管30為采樣基準，通過測量槳軸的油管30的移動位移來反饋槳葉螺距的變化情況。
44.需要說明的是，推進器中舵機箱體內具有上齒輪箱50和下齒輪箱40，槳軸的油管30的一端與油缸10內的活塞20相連，另一端與支架1相連。推進器工作時，油缸10、活塞20以及油管30能夠隨槳葉繞槳軸旋轉。同時，下齒輪箱40能夠在水中做360
°
任意方向的旋轉。
45.現有的推進器通過一根推拉桿隨油缸10的油管30前后往復運動，將槳葉螺距傳遞至螺距反饋器8上，螺距反饋器8根據油管30的移動位移向推進器的控制系統反饋槳葉的螺距。由于油管30的移動位移的反饋是從推進器中作全回轉運動的下齒輪箱40內傳遞出來，影響了推拉桿信號的導出，降低了反饋調節機構的反饋精度，不利于推進器的精確控制。
46.為解決上述問題，本實施例公開了一種槳葉螺距反饋機構。該槳葉螺距反饋機構包括支架1、導柱2、滑套3、彈性件、下盤52、上盤51和螺距反饋器8。槳軸的油管30可轉動地穿設于支架1上，油管30能夠帶動支架1沿第一方向往復移動。導柱2沿第二方向固定于下齒
輪箱40，導柱2能夠繞自身的軸向轉動?；?和彈性件均套設于導柱2上，且滑套3抵壓于彈性件的上端，滑套3能夠隨導柱2轉動且能夠沿導柱2滑動。上盤51可轉動地套設于滑套3上，上盤51的一端通過第一伸縮軸511鉸接于上齒輪箱50，上盤51能夠隨滑套3沿第二方向移動。下盤52套設于滑套3上，下盤52的一端通過第二伸縮軸521鉸接于導柱2的底部。軟軸7的兩端分別與支架1和下盤52的另一端相連。螺距反饋器8與上盤51的另一端相連，以反饋上盤51沿第二方向的位移。
47.如圖1所示，第一方向為圖1中x方向(導柱2的軸向)，第二方向為圖1中y方向，第一方向垂直于第二方向。為了便于描述，以圖1中支架1靠近油箱的一側為左側，支架1遠離油箱的一側為右側。
48.在本實施例中，當槳軸的油管30伸出并帶動支架1沿第一方向朝右側移動時，支架1通過軟軸7拉動下盤52沿第二方向向下移動，下盤52通過滑套3帶動上盤51沿第二方向同步向下移動，同時彈性件受壓。當槳軸的油管30收縮并帶動支架1沿第一方向朝左側移動時，軟軸7不會對下盤52施加拉力。彈性件復位，并帶動滑套3及滑套3上的上盤51和下盤52沿第二方向同步向上移動。通過軟軸7的拉力和彈性件的回復力使得滑套3、下盤52與上盤51沿第二方向往復移動，由于螺距反饋器8與上盤51相連，能夠根據上盤51的往復移動位移精確反饋油管30的移動位移，即槳葉的螺距。
49.同時，上盤51可轉動地套設于滑套3上。當導柱2、滑套3以及下盤52隨下齒輪箱40繞第二方向進行360
°
全回轉運動時，上盤51與鉸接相連的上齒輪箱50保持穩定，下盤52的轉動不會傳遞到上盤51上，因此不會影響螺距反饋器8的反饋的準確性，提高了反饋精度。
50.如圖1所示，本實施例的支架1為豎直設置的水平板，由于油管30能夠繞槳軸旋轉，油管30通過滑動軸承安裝于支架1上，使得油管30能夠同時轉動并沿第一方向往復移動。
51.為實現支架1的穩定移動，槳葉螺距反饋機構還包括導向桿9，導向桿9沿第一方向延伸并設置于下齒輪箱40的側壁。支架1滑動地套設于導向桿9上。導向桿9能夠對支架1起到導向支撐作用，有利于提高槳葉螺距反饋機構的反饋精度。
52.具體地，導向桿9的數量為多個，多個導向桿9沿油管30的周向間隔設置于下齒輪箱40，進一步提高了支架1的移動的穩定性。
53.優選地，導向桿9上套設有第二滾珠套62，支架1與第二滾珠套62滑動配合。第二滾珠套62減小了導向桿9與支架1之間的摩擦力，使得支架1能夠順暢移動，提高了支架1的靈敏度。當槳葉螺距的調整量較小時，油管30沿第一方向的移動位移較小，支架1能夠隨油管30同步移動相同的位移，使得螺距反饋器8能夠反饋對應的螺距，有利于提高反饋精度。
54.需要說明的是，本實施例的軟軸7僅能夠提供拉力。當支架1沿第一方向朝向右側移動時，軟軸7能夠拉動下盤52沿第二方向向下移動，此時彈性件受壓。支架1沿第一方向的往復移動通過軟軸7的傳遞成為下盤52沿第二方向的向下移動。當支架1沿第一方向朝向左側移動時，軟軸7放松，此時彈性件復位，并帶動滑套3、下盤52和上盤51沿第二方向向上移動。
55.如圖1所示，本實施例的導柱2包括連接為一體的底座21和柱體22，底座21開設有導向孔211，軟軸7遠離支架1的一端穿過導向孔211并與下盤52相連，第二伸縮軸521鉸接于底座21。柱體22設置于底座21上?；?與彈性件均套設于柱體22上，彈性件的底端抵壓于底座21上，彈性件的頂端承托滑套3。
56.具體地，導柱2的底座21通過螺栓安裝于下齒輪箱40的外壁，并能夠隨下齒輪箱40沿導柱2的軸向旋轉。本實施例的彈性件為彈簧，彈簧套設于導柱2的柱體22上，以承托滑套3。當然，彈性件還可以為彈性橡膠等。
57.如圖1所示，第一滾珠套61夾設于導柱2與滑套3之間，第一滾珠套61抵壓于彈性件的上端。第一滾珠套61減小了滑套3與柱體22之間的摩擦力，使得滑套3能夠順暢移動，提高了滑套3的靈敏度，有利于提高反饋精度。
58.本實施例的滑套3的外周具有沿其周向分布的第一環形槽31和第二環形槽32，第一環形槽31與第二環形槽32沿第二方向上下間隔設置，上盤51可轉動地卡接于第一環形槽31，下盤52卡接于第二環形槽32。
59.如圖2所示，槳葉螺距反饋機構還包括銷軸4，上盤51與下盤52均通過銷軸4與滑套3配合安裝。具體地，上盤51和下盤52均為八角形盤體，具有平整的外側面，方便銷軸4的安裝。在它實施例中，上盤51和下盤52還可以為矩形盤體、六角形盤體或圓盤等。
60.本實施例的銷軸4加裝有關節軸承結構，具體包括銷軸主體和關節軸承，銷軸主體與關節軸承的外圈連接為一體。第一環形槽31與第二環形槽32內分別套接有關節軸承，上盤51與下盤52分別套設于對應的關節軸承的外圈，并與對應的銷軸主體插接固定。加裝有關節軸承的銷軸4能夠使上盤51與下盤52卡接于滑套3的同時，還能夠分別繞對應的第一伸縮軸511和第二伸縮軸521轉動，實現油管30的位移傳遞。
61.此外，下盤52鉸接于導柱2，能夠與導柱2一起隨下齒輪箱40繞導柱2的軸線進行360
°
的全向轉動。由于上盤51鉸接于上齒輪箱50，并通過銷軸4可轉動地卡接于第一環形槽31內，使得下盤52不會將自身的回轉運動傳遞給上盤51，上盤51能夠隨上齒輪保持穩定。
62.如圖1和圖2所示，下盤52上相對的兩端中的一端通過第二伸縮軸521鉸接于導柱2的底座21，另一端與軟軸7相連。上盤51相對的兩端的一端通過第一伸縮軸511鉸接于上齒輪箱50，另一端與螺距反饋器8相連。
63.上盤51和下盤52之間的運動傳遞過程為：當軟軸7拉動下盤52沿第二方向向下移動時，下盤52能夠繞第二伸縮軸521向下轉動，并帶動滑套3沿第二方向向下移動，從而使上盤51繞第一伸縮軸511向下轉動，螺距反饋器8能夠根據上盤51沿第二方向的位移反饋對應的槳葉的螺距。
64.需要說明的是，本實施例的螺距反饋器8與上盤51的連接位置定義為采集位置，上盤51與上齒輪箱50的鉸接位置定義為第一鉸接位置，上盤51的采集位置與第一鉸接位置關于上盤51的中心對稱分布。當上盤51繞第一伸縮軸511轉動時，采集位置具有沿第二方向的最大位移，有利于提高螺距反饋器8的靈敏度，提高反饋精度。
65.同樣地，下盤52上與導柱2的底座21鉸接位置定義為第二鉸接位置，下盤52與軟軸7相連的位置定位為傳遞位置，鉸接位置與傳遞位置關于下盤52中心對稱分布。當軟軸7拉動下盤52繞第二伸縮軸521轉動時，傳遞位置的力矩最大，有利于提高下盤52的受力，從而提高下盤52傳遞的位移量，從而提高上盤51沿第二方向的位移，有利于提高螺距反饋器8的靈敏度，提高反饋精度。
66.如圖1和圖2所示，上盤51的徑向截面面積大于下盤52的徑向截面面積，增大了上盤51的采集位置與第一鉸接位置的間距，進一步增加了采集位置沿第二方向的位移量。
67.本實施例還公開了一種推進器，該推進器通過采用槳葉螺距反饋機構，通過軟軸7
的拉力和彈性件的回復力使得滑套3、下盤52與上盤51沿第二方向往復移動，由于螺距反饋器8與上盤51相連，能夠根據上盤51的往復移動位移精確反饋油管30的移動位移，即槳葉的螺距。
68.以上實施方式只是闡述了本實用新型的基本原理和特性，本實用新型不受上述實施方式限制，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。