一种水平舵装置的制作方法

1.本发明涉及水下航行器技术领域，尤其涉及一种水平舵装置。


背景技术：

2.水下航行器通常采用水平舵装置实现航行器的航深和俯仰控制，布放时采用高压水或气将航行器推出布放装置，由于高压水或气的能源输出口通常位于航行器水平舵板的正上方或正下方附近，该高压水或气作形成较大冲击力作用于航行器水平舵板上，经常会造成水平舵板或水平舵装置扭曲、变形及卡死等故障，导致航行器执行任务失效甚至航行器沉没及失踪等安全事故。
3.为了解决布放装置高压水或气的冲击力对水平舵板或水平舵装置造成扭曲、变形及卡死等危害，通常通过增加水平舵装置的薄弱环节的物理尺寸手段，提高水平舵装置的结构强度及局部刚度。具体的，将旋转舵机直接固定于水平舵板上或拉杆式的水平舵装置上，在实际应用中，以上两种方式存在以下不足：1.未设置缓冲保护装置，不具备防过载、防冲击保护能力，导致物理尺寸过大，重量过大；2.未设置水平舵板初始位置调整装置，不具备舵板机械零位(既水平舵板对称中心平面与航行器水平面重合位置)与舵机电器零位(既舵机最大有效输出中点位置)的一致性调整能力，不具备舵角对称性调整能力，不具备舵板零位间隙对称性调整能力，影响航行器对航深、俯仰控制及航行品质；3.采用旋转舵机直接固定于水平舵板上的方式，该方式一个舵机仅控制一个水平舵板，影响左右水平舵板结构一致性及动作统一性。
4.因此，如何提供一种结构简单、易于控制协调且具有防过载、防冲击能力的水平舵装置，，成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种水平舵装置。
6.本发明提供一种水平舵装置，包括缓冲传动机构和水平舵装载机构，其中，缓冲传动机构包括传动接头、缓冲组件和水平拉杆，传动接头与缓冲组件的一端固定连接，水平拉杆同轴心装配在缓冲组件内侧，水平舵装载机构包括依次连接的连接拉杆、连接叉和装载叉，缓冲传动机构与水平舵装载机构通过紧固件紧固连接，当传动接头或水平拉杆受到轴向过载冲击力时，通过轴向压缩缓冲组件能够通降低冲击。
7.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，缓冲组件包括套筒、锁紧螺帽、调压螺套、第一垫圈、第二垫圈和承压弹簧，其中，调压螺套、第二垫圈、承压弹簧、第一垫圈和锁紧螺帽依次沿轴向依次同轴心装配在水平拉杆的一端，套筒同轴心装配在调压螺套、第二垫圈、承压弹簧、第一垫圈和锁紧螺帽的外侧，传动接头与套筒的一端固定连接，调压螺套能够沿水平拉杆轴向移动对锁紧螺帽与调压螺套之间的承压弹簧进行压力调节。
8.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，套筒一端的内侧设置第一装配腔，套筒另一端的内侧设置第二装配腔，传动接头的内端同轴心固定设置在第一装配腔内，调压螺
套的一端同轴心装配在水平拉杆杆体的外侧并与第二装配腔螺纹装配，第一垫圈通过传动接头的内端面定位，第二垫圈通过调压螺套的内端面定位。
9.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，水平拉杆的一端设置第一螺纹端，水平拉杆的另一端设置第二螺纹端，锁紧螺帽与水平拉杆的第一螺纹端螺纹连接，第一螺纹端上设置贯通的第一锁紧销孔，锁紧螺帽上设置与第一锁紧销孔相匹配的第二锁紧销孔，圆柱锁紧销同轴心装配在第一锁紧销孔与第二锁紧销孔内。
10.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，连接拉杆的一端设置第三螺纹端，连接拉杆的另一端设置方柱形紧固端，所述方形紧固端内设置贯通的第一方形紧固孔。
11.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，连接叉的本体整体呈圆弧形，连接叉本体的底部设置一体相连的第一紧固连接端，所述第一紧固连接端上设置装配槽，第一紧固连接端的端部设置第二方形紧固孔，连接叉的开口端设置第二紧固连接端，所述第二紧固连接端内设置贯通的第一圆形紧固孔。
12.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，装配槽与方柱形紧固端相匹配，第二方形紧固孔与第一方形紧固孔相匹配，端部设置第三锁紧销孔的方柱形紧固销装配在第一方形紧固孔与第二方形紧固孔中，第一开口销同轴心装配在第三锁紧销孔中。
13.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，装载叉整体呈u形，装载叉的叉臂上设置第二圆形紧固孔，装载叉开口端设置夹持部，所述夹持部的底部设置方形夹持槽，所述夹持部的上部设置贯通夹持锁紧孔。
14.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，装载叉设置在连接叉开口端的外侧，第二圆形紧固孔与第一圆形紧固孔相匹配，第二圆形紧固孔内侧同轴心设置衬套，端部设置第四锁紧销孔的圆柱形紧固销依次同轴心穿过第一圆形紧固孔和第二圆形紧固孔内侧的衬套，第二开口销同轴心装配在第四锁紧销孔中，第三垫圈同轴心设置在装载叉叉臂外侧面与第二开口销之间的圆柱形紧固销的外侧。
15.根据本发明示例性实施例的水平舵装置，水平拉杆与连接拉杆通过调零螺母连接，调零螺母内腔的一端设置第一螺纹孔，调零螺母内腔的另一端设置第二螺纹孔，第一螺纹孔与第二螺纹孔的旋向相反，水平拉杆的第二螺纹端与调零螺母的第一螺纹孔螺纹连接，连接拉杆的第三螺纹端与调零螺母的第二螺纹孔螺纹连接，调零螺母的一端设置第一备紧螺母，调零螺母的另一端设置第二备紧螺母。
16.本发明的水平舵装置，通过综合结构设计，具有以下有益效果：
17.1.通过在水平舵装置内设置具有预压缩量的承压弹簧结构，在航行器正常航行过程中，水平舵装置为刚形体，实现航行器的航深、俯仰控制；在水平舵板受瞬时冲击或舵机输出推拉力瞬时过载情况下，承压弹簧变形并吸收冲击力，实现对水平舵装置对过载、冲击力的缓冲及保护。
18.2.通过调零螺母内设置旋向相反两个螺纹孔，通过旋转调零螺母，改变舵机与装载叉间的距离进而改变水平舵板的角度位置，实现水平舵板机械零位与舵机电器零位的一致性、舵角对称性、舵板零位间隙对称性的调整，保证航行器对航深、俯仰的精确控制。
19.3.通过装载叉两端设置有与左右水平舵板连接的夹持部结构，实现一个舵机控制一对水平舵板，保证左右水平舵板结构一致性及动作统一性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为本发明示例性实施例水平舵装置的应用原理结构示意图。
22.图2为本发明示例性实施例水平舵装置中缓冲传动机构的结构示意图。
23.图3为本发明示例性实施例水平舵装置中水平舵装载机构的结构示意图。
24.图4为本发明示例性实施例水平舵装置的应用原理结构示意图。
25.图5为本发明示例性实施例水平舵装置中水平拉杆与连接拉杆的连接结构示意图。
26.图中，a-缓冲传动机构，b-水平舵装载机构，a1-套筒，a2-传动接头，a21-传动连接孔，a3-水平拉杆，a4-锁紧螺帽，a5-调压螺套，a6-第一垫圈，a7-第二垫圈，a8-承压弹簧，a11-第一装配腔，a12-第二装配腔，a31-第一螺纹端，a32-第一锁紧销孔，a33-第二螺纹端，a41-第二锁紧销孔，a9-圆柱锁紧销，b1-连接拉杆，b2-连接叉，b5-装载叉，b11-第三螺纹端，b12-方柱形紧固端，b13-第一方形紧固孔，b21-第一紧固连接端，b22-装配槽，b23-第二方形紧固孔，b24-第二紧固连接端，b25-第一圆形紧固孔，b3-方柱形紧固销，b31-第三锁紧销孔，b4-第一开口销，b51-第二圆形紧固孔，b52-夹持部，b53-方形夹持槽，b54-夹持锁紧孔，b6-衬套，b7-圆柱形紧固销，b71-第四锁紧销孔，b8-第三垫圈，b9-第二开口销，c-第一备紧螺母，d-调零螺母，d1-第一螺纹孔，d2-第二螺纹孔，e-第二备紧螺母，f1-水平舵板，f2-舵板衬套，f3-舵板螺母，f4-水平导鳍，f5-鳍板固定板，f6-水平鳍板，f7-航行器壳体，g-舵机，h-舵机固定销。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
28.需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
29.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
30.图1为本发明实施例的一种水平舵装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的水平舵装置，包括缓冲传动机构a和水平舵装载机构b，缓冲传动机构a与水平舵装载机构b通过调零螺母d紧固连接。
31.如图2所示，缓冲传动机构a包括传动接头a2、缓冲组件和水平拉杆a3，传动接头a2与缓冲组件的一端固定连接，水平拉杆a3同轴心装配在缓冲组件内侧。缓冲组件包括套筒
a1、锁紧螺帽a4、调压螺套a5、第一垫圈a6、第二垫圈a7和承压弹簧a8，调压螺套a5、第二垫圈a7、承压弹簧a8、第一垫圈a6和锁紧螺帽a4沿轴向依次同轴心装配在水平拉杆a3的一端，套筒a1同轴心装配在调压螺套a5、第二垫圈a7、承压弹簧a8、第一垫圈a6和锁紧螺帽a4的外侧，传动接头a2与套筒a1的一端固定连接，调压螺套a5能够沿水平拉杆a3轴向移动对锁紧螺帽a4与调压螺套a5之间的承压弹簧a8进行压力调节。承压弹簧a8在初始安装状态为压缩状态，具有初始压缩量及预压缩力，预压缩力满足：最大操舵推拉力≤预压缩力≤舵板最小冲击力。在正常工作状态，操舵推拉力≤预压缩力，承压弹簧a8为刚性体；在舵板受过载冲击状态或舵机输出过载状态，由于预压缩力≤舵板最小冲击力，承压弹簧a8压缩变形并吸收冲击力，实现过载保护及缓冲。
32.具体的，套筒a1一端的内侧设置第一装配腔a11，套筒a1另一端的内侧设置第二装配腔a12，传动接头a2的内端同轴心固定设置在第一装配腔a11内，调压螺套a5的一端同轴心装配在水平拉杆a3杆体的外侧并与第二装配腔a12螺纹装配，第一垫圈a6通过传动接头a2的内端面定位，第二垫圈a7通过调压螺套a5的内端面定位。调压螺套a5用于调整承压弹簧a8的预压力，调压螺套a5与水平拉杆a3间隙配合，在有冲击的情况下可以进行相对轴向移动。
33.如图2所示，水平拉杆a3的一端设置第一螺纹端a31，水平拉杆a3的另一端设置第二螺纹端a33，锁紧螺帽a4与水平拉杆a3的第一螺纹端a31螺纹连接，第一螺纹端a31上设置贯通的第一锁紧销孔a32，锁紧螺帽a4上设置与第一锁紧销孔a32相匹配的第二锁紧销孔a41，圆柱锁紧销a9同轴心装配在第一锁紧销孔a32与第二锁紧销孔a41内。
34.如图3所示，水平舵装载机构b包括依次连接的连接拉杆b1、连接叉b2和装载叉b5。
35.具体的，连接拉杆b1的一端设置第三螺纹端b11，连接拉杆b1的另一端设置方柱形紧固端b12，所述方形紧固端b12内设置贯通的第一方形紧固孔b13。
36.连接叉b2的本体整体呈圆弧形，连接叉b2本体的底部设置一体相连的第一紧固连接端b21，所述第一紧固连接端b21上设置装配槽b22，第一紧固连接端b21的端部设置第二方形紧固孔b23，连接叉b2的开口端设置第二紧固连接端b24，所述第二紧固连接端b24内设置贯通的第一圆形紧固孔b25。装配槽b22与方柱形紧固端b12相匹配，第二方形紧固孔b23与第一方形紧固孔b13相匹配，端部设置第三锁紧销孔b31的方柱形紧固销b3装配在第一方形紧固孔b13与第二方形紧固孔b23中，第一开口销b4同轴心装配在第三锁紧销孔b31中。
37.装载叉b5整体呈u形，装载叉b5的叉臂上设置第二圆形紧固孔b51，装载叉b5开口端设置夹持部b52，所述夹持部b52的底部设置方形夹持槽b53，所述夹持部b52的上部设置贯通夹持锁紧孔b54。
38.装载叉b5设置在连接叉b2开口端的外侧，第二圆形紧固孔b51与第一圆形紧固孔b25相匹配，第二圆形紧固孔b51内侧同轴心设置衬套b6，端部设置第四锁紧销孔b71的圆柱形紧固销b7依次同轴心穿过第一圆形紧固孔b25和第二圆形紧固孔b51内侧的衬套b6，第二开口销b9同轴心装配在第四锁紧销孔b71中，第三垫圈b8同轴心设置在装载叉b5叉臂外侧面与第二开口销b9之间的圆柱形紧固销b7的外侧。
39.在实际应用中，本实施例的水平舵装置的应用示例如图1、图2、图3、图4和图5所示，水平拉杆a3与连接拉杆b1通过调零螺母d连接，调零螺母d内腔的一端设置第一螺纹孔d1，调零螺母d内腔的另一端设置第二螺纹孔d2，第一螺纹孔d1与第二螺纹孔d2的旋向相
反，水平拉杆a3的第二螺纹端a33与调零螺母d的第一螺纹孔d1螺纹连接，连接拉杆b1的第三螺纹端b11与调零螺母d的第二螺纹孔d2螺纹连接，调零螺母d的一端设置第一备紧螺母c，调零螺母d的另一端设置第二备紧螺母e。通过旋转调零螺母d，改变舵机g与装载叉b5的第二圆形紧固孔b51间的距离进而改变水平舵板f1的角度位置，实现水平舵板f1机械零位与舵机电器零位的一致性、舵角对称性及舵板零位间隙对称性调整。
40.本实施例的水平舵装置设置在航行器壳体f7内部，水平舵板f1的一端装配在装载叉b5的夹持部b52的方形夹持槽b53内，并通过紧固件对夹持锁紧孔b54锁紧实现对水平舵板f1的夹持，在所述水平舵板f1的端部设置舵板衬套f2和舵板螺母f3，舵板衬套f2同轴心装配在航行器壳体f7的壳体壁装配孔内，舵板螺母f3通过旋转紧贴壳体内壁面，从而使夹持有水平舵板f1的水平舵装置固定在航行器壳体f7内；水平舵板f1的另一端固定装配水平导鳍f4，鳍板固定板f5固定装配在航行器壳体f7的外壁面，水平鳍板f6的内侧边通过鳍板固定板f5固定，水平鳍板f6的外侧边通过水平导鳍f4固定。
41.传动接头a2的外端部设置传动连接孔a21，舵机g的输出端与传动接头a2通过传动连接孔a21连接并通过舵机固定销h紧固，当传动接头a2或水平拉杆a3受到轴向外力时，通过轴向压缩缓冲组件能够通降低冲击。
42.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种水平舵装置，其特征在于，所述水平舵装置包括缓冲传动机构和水平舵装载机构，其中，缓冲传动机构包括传动接头、缓冲组件和水平拉杆，传动接头与缓冲组件的一端固定连接，水平拉杆同轴心装配在缓冲组件内侧，水平舵装载机构包括依次连接的连接拉杆、连接叉和装载叉，缓冲传动机构与水平舵装载机构通过紧固件紧固连接，当传动接头或水平拉杆受到轴向过载冲击力时，通过轴向压缩缓冲组件能够降低冲击。2.根据权利要求1所述的水平舵装置，其特征在于，缓冲组件包括套筒、锁紧螺帽、调压螺套、第一垫圈、第二垫圈和承压弹簧，其中，调压螺套、第二垫圈、承压弹簧、第一垫圈和锁紧螺帽沿轴向依次同轴心装配在水平拉杆的一端，套筒同轴心装配在调压螺套、第二垫圈、承压弹簧、第一垫圈和锁紧螺帽的外侧，传动接头与套筒的一端固定连接，调压螺套能够沿水平拉杆轴向移动对锁紧螺帽与调压螺套之间的承压弹簧进行压力调节。3.根据权利要求2所述的水平舵装置，其特征在于，套筒一端的内侧设置第一装配腔，套筒另一端的内侧设置第二装配腔，传动接头的内端同轴心固定设置在第一装配腔内，调压螺套的一端同轴心装配在水平拉杆杆体的外侧并与第二装配腔螺纹装配，第一垫圈通过传动接头的内端面定位，第二垫圈通过调压螺套的内端面定位。4.根据权利要求2所述的水平舵装置，其特征在于，水平拉杆的一端设置第一螺纹端，水平拉杆的另一端设置第二螺纹端，锁紧螺帽与水平拉杆的第一螺纹端螺纹连接，第一螺纹端上设置贯通的第一锁紧销孔，锁紧螺帽上设置与第一锁紧销孔相匹配的第二锁紧销孔，圆柱锁紧销同轴心装配在第一锁紧销孔与第二锁紧销孔内。5.根据权利要求1所述的水平舵装置，其特征在于，连接拉杆的一端设置第三螺纹端，连接拉杆的另一端设置方柱形紧固端，所述方形紧固端内设置贯通的第一方形紧固孔。6.根据权利要求1所述的水平舵装置，其特征在于，连接叉的本体整体呈圆弧形，连接叉本体的底部设置一体相连的第一紧固连接端，所述第一紧固连接端上设置装配槽，第一紧固连接端的端部设置第二方形紧固孔，连接叉的开口端设置第二紧固连接端，所述第二紧固连接端内设置贯通的第一圆形紧固孔。7.根据权利要求5或6所述的水平舵装置，其特征在于，装配槽与方柱形紧固端相匹配，第二方形紧固孔与第一方形紧固孔相匹配，端部设置第三锁紧销孔的方柱形紧固销装配在第一方形紧固孔与第二方形紧固孔中，第一开口销同轴心装配在第三锁紧销孔中。8.根据权利要求7所述的水平舵装置，其特征在于，装载叉整体呈u形，装载叉的叉臂上设置第二圆形紧固孔，装载叉开口端设置夹持部，所述夹持部的底部设置方形夹持槽，所述夹持部的上部设置贯通夹持锁紧孔。9.根据权利要求8所述的水平舵装置，其特征在于，装载叉设置在连接叉开口端的外侧，第二圆形紧固孔与第一圆形紧固孔相匹配，第二圆形紧固孔内侧同轴心设置衬套，端部设置第四锁紧销孔的圆柱形紧固销依次同轴心穿过第一圆形紧固孔和第二圆形紧固孔内侧的衬套，第二开口销同轴心装配在第四锁紧销孔中，第三垫圈同轴心设置在装载叉叉臂外侧面与第二开口销之间的圆柱形紧固销的外侧。10.根据权利要求1所述的水平舵装置，其特征在于，水平拉杆与连接拉杆通过调零螺母连接，调零螺母内腔的一端设置第一螺纹孔，调零螺母内腔的另一端设置第二螺纹孔，第一螺纹孔与第二螺纹孔的旋向相反，水平拉杆的第二螺纹端与调零螺母的第一螺纹孔螺纹连接，连接拉杆的第三螺纹端与调零螺母的第二螺纹孔螺纹连接，调零螺母的一端设置第
一备紧螺母，调零螺母的另一端设置第二备紧螺母。

技术总结
本发明涉及水下航行器技术领域，提供一种水平舵装置，本发明的水平舵装置包括缓冲传动机构和水平舵装载机构，其中，缓冲传动机构包括传动接头、缓冲组件和水平拉杆，传动接头与缓冲组件的一端固定连接，水平拉杆同轴心装配在缓冲组件内侧，水平舵装载机构包括依次连接的连接拉杆、连接叉和装载叉，缓冲传动机构与水平舵装载机构通过调零螺母紧固连接，当传动接头或水平拉杆受到轴向过载冲击力时，通过轴向压缩缓冲组件能够降低冲击。根据本发明示例性实施例水平舵装置，可以显著提高装置的自保护能力及安全性，降低故障率，具有结构简单、调节便利的优点。节便利的优点。节便利的优点。


技术研发人员：蒋绍博 丁海旭 蒋作 王小军 谢亚丽
受保护的技术使用者：昆明海威机电技术研究所（有限公司）
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/6/7