本發(fā)明屬于一種操舵機構(gòu)，具體涉及一種適用于艦船實現(xiàn)操舵機構(gòu)的異構(gòu)并聯(lián)冗余操舵機構(gòu)。

背景技術(shù)：

對于潛艇來說，隱蔽性是其最根本的生命力，特別是輻射噪聲水平已經(jīng)成為衡量潛艇作戰(zhàn)能力的一項重要指標(biāo)。

目前潛艇原操舵機構(gòu)采用“液壓舵機+離合器+輔助電動舵機”的異構(gòu)冗余方式，采用了齒輪齒條的離合方式。操舵機構(gòu)這種異構(gòu)冗余結(jié)構(gòu)大大提高了操舵系統(tǒng)的可靠性。但是其缺點是液壓舵機中液壓泵站、液壓管路以及各種溢流閥換向閥等工作過程中會產(chǎn)生液壓脈動、液壓沖擊，給潛艇帶來較大的振動和噪聲，而輔助電動舵機工作時是通過齒輪齒條進行輸出的，齒輪齒條的接觸和換向也會產(chǎn)生較大的振動和噪聲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種異構(gòu)并聯(lián)冗余操舵機構(gòu)，該機構(gòu)能夠降低潛艇振動和噪聲，打造靜音潛艇。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：一種異構(gòu)并聯(lián)冗余操舵機構(gòu)，該機構(gòu)包括液壓操舵、電動操舵和離合，液壓操舵內(nèi)設(shè)有電動操舵，液壓操舵的端部與離合的端部連接。

所述的液壓操舵包括尾罩、液壓端蓋、液壓殼體和液壓作動桿，液壓作動桿位于液壓殼體內(nèi)，液壓端蓋安裝于液壓殼體上，尾罩安裝于液壓端蓋上。

所述的尾罩通過密封圈與液壓作動桿密封。

所述的電動操舵包括力矩電機、背母、限位蓋、推力軸承、電動殼體、絲杠、絲杠螺母和電動作動桿，推力軸承通過背母固定于絲杠的一端外，絲杠的另一端外套有絲杠螺母，絲杠與絲杠螺母組成絲杠傳動副，絲杠傳動副裝配于電動殼體內(nèi)；限位蓋安裝于電動殼體上力矩電機安裝于電動殼體左端，絲杠螺母外套有電動作動桿，電動作動桿固定安裝在絲杠螺母上。

所述的離合部包括連接體、轉(zhuǎn)接頭、離合器殼體、蓋板、軸銷、小活塞、鎖殼體、管接頭、高位油管、低位油管和2位4通電磁換向閥，小活塞通過卡扣與軸銷連接，小活塞位于鎖殼體內(nèi)，蓋板位于鎖殼體上端面，鎖殼體通過安裝在離合器殼體上；高位油管和低位油管的一端通過管接頭安裝在鎖殼體上，另一端安裝在離合器殼體上，2位4通電磁換向閥安裝在離合器殼體上，轉(zhuǎn)接頭一端安裝在連接體上。

所述的兩液壓作動桿與電動作動桿等距，三作動桿處于同一平面。

所述的電動作動桿安裝在離合的離合器殼體上。

所述的液壓操舵的液壓作動桿安裝在離合的連接體上。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：為降低潛艇振動和噪聲，打造靜音潛艇，提出以電動舵機為主操、兩液壓舵機為應(yīng)急操的三舵機并聯(lián)異構(gòu)冗余機構(gòu)，該機構(gòu)運用了全新的控制方案和結(jié)構(gòu)形式，合理地解決兩液壓舵機的同步和力紛爭問題，使用了創(chuàng)新的離合方案和輸出軸一字槽結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)兩種操舵機構(gòu)的可靠切換。本發(fā)明采用兩液壓舵機和一電動舵機并列組成“輔助-主-輔助”并聯(lián)輸出的結(jié)構(gòu)形式，通過雙銷軸式離合器進行離合。主操工作時，兩輔操隨動，主操出現(xiàn)故障通過離合器對主操進行隔離，此時兩輔操同時同步工作。本發(fā)明采用了與原操舵機構(gòu)完全不同的異構(gòu)冗余模式。原操舵機構(gòu)屬于串聯(lián)式異構(gòu)冗余，液壓舵機輸出軸同時也是電動舵機的輸出軸，輔助操舵機構(gòu)工作時，電動舵機輸出的 轉(zhuǎn)矩通過齒輪齒條帶動液壓舵機輸出軸進行輸出，液壓舵機處于左右工作腔旁通狀態(tài)。為避免齒輪齒條的離合方式本發(fā)明為并聯(lián)式平動異構(gòu)冗余，為三個輸出軸并列于同一平面進行輸出，通過銷軸式離合器對三個輸出軸進行離合。由于電動舵機沒有復(fù)雜的管路和液壓控制模塊在減振降噪優(yōu)于液壓舵機，本發(fā)明中電動舵機設(shè)為主操，兩液壓舵機為輔助操。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的一種異構(gòu)并聯(lián)冗余操舵機構(gòu)結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為本發(fā)明所提供的一種異構(gòu)并聯(lián)冗余操舵機構(gòu)結(jié)構(gòu)上視圖；

圖3為本發(fā)明所提供的一種異構(gòu)并聯(lián)冗余操舵機構(gòu)結(jié)構(gòu)B-B剖視圖。

其中：1-尾罩、2-螺釘、3-液壓端蓋、4-螺釘、5-液壓殼體、6-液壓作動桿、7-螺釘、8-力矩電機、9-背母、10-螺釘、11-限位蓋、12-螺釘、13-推力軸承、14-電動殼體、15-絲杠、16-螺釘、17-絲杠螺母、18-電動作動桿、19-螺釘、21-連接體、22-轉(zhuǎn)接頭、23-離合器殼體、24-螺釘、25-螺釘、26-蓋板、27-軸銷、28-小活塞、29-鎖殼體、30-螺釘、31-管接頭、32-高位油管、33-低位油管、34-2位4通電磁換向閥、35-密封圈、36-密封圈、37-密封圈、38-密封圈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明所提供的一種異構(gòu)并聯(lián)冗余操舵機構(gòu)包括液壓操舵、電動操舵和離合三部分。

如圖1和圖2所示，液壓操舵包括尾罩1、液壓端蓋3、液壓殼體5和液壓作動桿6。液壓作動桿6裝配于液壓殼體5內(nèi)，液壓端蓋3通過螺釘4固定安裝于液壓殼體5左側(cè)，尾罩1通過螺釘2固定安裝于液壓端蓋3左側(cè)，尾罩1通過密封圈38與液壓作動桿6密封。液壓操舵通過液壓驅(qū)動液壓作動桿6軸向位 置輸出。

如圖1和圖2所示，電動操舵包括力矩電機8、背母9、限位蓋11、推力軸承13、電動殼體14、絲杠15、絲杠螺母17和電動作動桿18。兩推力軸承13通過背母9固定于絲杠15的一端外，絲杠15的另一端外套有絲杠螺母17，絲杠15與絲杠螺母17組成絲杠傳動副，絲杠傳動副裝配于電動殼體14內(nèi)，限位蓋11通過螺釘10固定安裝于電動殼體14上，限位蓋11對推力軸承13進行預(yù)緊，力矩電機8通過螺釘12固定安裝于電動殼體14左端，絲杠螺母17外套有電動作動桿18，電動作動桿18通過螺釘16固定安裝在絲杠螺母17上。電動操舵通過力矩電機8驅(qū)動絲杠15轉(zhuǎn)動，對絲杠螺母17限轉(zhuǎn)后，通過絲杠傳動副推動電動作動桿18軸向位置輸出。

如圖1、圖2和圖3所示，離合部包括連接體21、轉(zhuǎn)接頭22、離合器殼體23、蓋板26、軸銷27、小活塞28、鎖殼體29、管接頭31、高位油管32、低位油管33和2位4通電磁換向閥34。小活塞28通過卡扣與軸銷27連接，小活塞28裝配于鎖殼體29內(nèi)、并通過密封圈35和密封圈36進行密封和隔離，蓋板26通過螺釘25裝配于鎖殼體29上端面并通過密封圈37密封，鎖殼體29通過螺釘30裝配于離合器殼體23上，銷軸27對插入離合器殼體23內(nèi)部的連接體21實現(xiàn)插入限位和拔出解除限位功能；高位油管32和低位油管33的一端通過管接頭31安裝在鎖殼體上，另一端安裝在離合器殼體23上，2位4通電磁換向閥34安裝在離合器殼體23上，通過2位4通電磁換向閥34來改變高位油管32和低位油管33的油液高壓順序；轉(zhuǎn)接頭22一端安裝在連接體21上，另一端與外部負(fù)載相聯(lián)實現(xiàn)對外輸出。離合器通過2位4通電磁換向閥34改變高位油管32和低位油管33的油液高壓順序，起到使小活塞28向下和向上動作，小活塞28帶動軸銷27查入和拔出連接體21來實現(xiàn)離合功能，即實現(xiàn)離合器殼體23和 連接體21的結(jié)合和分離。

如圖2所示，兩個液壓操舵通過螺釘24安裝于電動操舵的電動殼體14的兩側(cè)，兩液壓作動桿6與電動作動桿18等距，三作動桿處于同一平面。

如圖1所示，電動操舵的電動作動桿18通過螺釘19安裝在離合的離合器殼體23上。

如圖1所示，兩液壓操舵的液壓作動桿6通過螺釘7安裝在離合的連接體21上。

電動操舵工作時，通過離合的2位4通電磁換向閥34，使得高位油管32為液壓高壓，推動小活塞28帶著軸銷27插入連接體21，離合器殼體23與連接體21結(jié)合，此時兩液壓操舵液壓作動桿6兩液壓腔處于旁通狀態(tài)，電動作動桿18按指令動作，通過離合器殼體23和連接體21帶動兩液壓作動桿6動作，再通過轉(zhuǎn)接頭22實現(xiàn)對外輸出。

電動操舵故障時，通過離合的2位4通電磁換向閥34換向，使低位油管33為液壓高壓，推動小活塞28帶著軸銷27拔出連接體21，離合器殼體23與連接體21分離，對電動操舵進行了有效隔離，兩液壓操舵同時同步工作，兩液壓作動桿6按指令動作，通過連接體21和轉(zhuǎn)接頭22實現(xiàn)對外輸出。

為避免兩液壓操舵由于輸出力不一致而造成偏轉(zhuǎn)力矩，兩液壓操舵控制油路設(shè)計為同源，由于液壓油的自適應(yīng)可以保證兩液壓操舵的輸出力一致。兩液壓操舵的同步性是通過離合機械式同步進行保證的。

上面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行了描述，顯然本發(fā)明的具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，是一種適用于各類多機構(gòu)并聯(lián)冗余結(jié)構(gòu)中。只要采用了本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案進行的非實質(zhì)性改進，或者未經(jīng)改進，將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。