舵角指示系统的制作方法

本发明涉及一种指示系统，具体涉及一种舵角指示系统。

背景技术：

舵角指示系统是一种给船上工作人员提供舵角信息的指示设备，是船舶航行过程中必备的仪表设备。目前舵角指示系统的舵角反馈器多用电位器将舵角转动转化为电信号，进行模拟信号传递，同时用指针的形式进行舵角显示。该种方法存在指示精度底，可靠性差，舵角信号传输距离短且不便于记录等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种指示精度高、可靠性好的舵角指示系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：舵角指示系统，包括舵角反馈器、舵角分配器、若干三面式舵角指示器、若干壁挂式舵角指示器和若干嵌入式舵角指示器，所述的舵角反馈器用于将舵柄的机械转角转化为电信号，并将所述的电信号传输给所述的舵角分配器，所述的舵角分配器用于将收到的电信号分配给所述的若干三面式舵角指示器、若干壁挂式舵角指示器和若干嵌入式舵角指示器，所述的若干三面式舵角指示器、若干壁挂式舵角指示器和若干嵌入式舵角指示器用于将接收的电信号进行舵角显示，所述的舵角反馈器上设有第一主电路板，所述的舵角分配器上设有第二主电路板，每个所述的三面式舵角指示器上设有第三主电路板，每个所述的壁挂式舵角指示器上设有第四主电路板，每个所述的嵌入式舵角指示器上设有第五主电路板，所述的第一主电路板上设置有第一can驱动芯片和舵角零位设定按钮，所述的第二主电路板上设置有第二can驱动芯片，所述的第三主电路板上设置有第三can驱动芯片和调光接口，所述的调光接口上电连接有调光器，所述的第四主电路板上设置有第四can驱动芯片，所述的第五主电路板上设置有第五can驱动芯片，所述的第一主电路板上设有第一dc24v电源接线端子和can总线接线端子，所述的can总线接线端子包括canh接线端子和cnal接线端子，所述的第二主电路板上设有第二dc24v电源接线端子、ac220v电源接线端子、第三dc24v电源接线端子、一路can舵角数据输入接口、七路独立通用的输出通路、一路rs232舵角数据输入接口以及一路通用的rs485和rs232舵角数据输出接口，每路所述的输出通路包括dc24v电源接线端子和can舵角数据输出接口，所述的第二dc24v电源接线端子或所述的ac220v电源接线端子与船用dc24v或ac220v电源连接，所述的第三dc24v电源接线端子与所述的第一dc24v电源接线端子连接，所述的can舵角数据输入接口分别与所述的canh接线端子和所述的cnal接线端子连接，若干所述的第三主电路板的信号输入端分别与若干路所述的输出通路连接，若干所述的第四主电路板的信号输入端分别与若干路所述的输出通路连接，若干所述的第五主电路板的信号输入端分别与若干路所述的输出通路连接。

本发明舵角指示系统的工作原理：舵角反馈器将舵柄的机械转角转化为电信号，并通过can总线将舵角数据发送给舵角分配器，舵角分配器接收到舵角反馈器送入的can舵角信号后，驱动七路独立通用的输出通路将can舵角信号输出给各舵角指示器，各舵角指示器接收到舵角分配器送入的can舵角信号并进行舵角数值显示。本发明舵角指示系统安装使用后，在舵机运行过程中，其舵角反馈器能够根据实际舵柄机械转角的变化，不停地通过can总线更新舵角数据，并通过舵角分配器将舵角数据实时传输给各舵角指示器，最终实现精度高、可靠性好的舵角指示。

一路rs232舵角数据输入接口以及一路通用的rs485和rs232舵角数据输出接口的设置，便于用户根据实际船舶的配置情况，在需要舵角的vdr信号时，根据vdr的数据形式，选择rs485或rs232进行对应连接，从而提高本发明舵角指示系统的通用性。

作为优选，所述的舵角反馈器与所述的舵角分配器经can中继器转接，所述的can中继器上设有第六主电路板，所述的第六主电路板上设置有第六can驱动芯片和第四dc24v电源接线端子，所述的第一dc24v电源接线端子、第四dc24v电源接线端子和第三dc24v电源接线端子依次连接，所述的第六主电路板的信号输入端分别与所述的canh接线端子和所述的cnal接线端子连接，所述的第六主电路板的信号输出端与所述的can舵角数据输入接口连接。对于长距离（例如传输距离超过100m）的can信号传输，设置的can中继器作为转接模块，在信号长距离传输时能够起到信号增强作用，其主要功能是接收can信号并对信号进行放大后重新输出，防止因信号衰落而造成数据丢失，从而进一步提高can信号传输的准确性和可靠性。

作为优选，所述的舵角反馈器安装在船舶的舵机舱内，所述的舵角反馈器包括第一外壳、转轴以及设置在所述的第一外壳内的齿轮副、旋转编码器、第一支撑板、第一上盖和第一防水接头，所述的第一上盖安装在所述的第一外壳的顶部，所述的第一支撑板固定在所述的第一外壳上，所述的齿轮副、所述的旋转编码器和所述的第一主电路板安装在所述的第一支撑板上，所述的齿轮副包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述的转轴与所述的第一齿轮定心连接，所述的转轴的下部伸出所述的第一外壳并与舵柄相连，所述的旋转编码器与所述的第二齿轮同轴设置，所述的第一防水接头安装在所述的第一外壳上。使用时，转轴将舵柄的机械转角大小通过齿轮副传递给旋转编码器，将舵柄的机械转角转化为电信号。

作为优选，所述的舵角分配器安装在船舶的驾控室内，所述的舵角分配器包括第二外壳和第一端盖，所述的第二主电路板由所述的第一端盖固定在所述的第二外壳内。

作为优选，所述的若干三面式舵角指示器安装在船舶的驾控室的天花板上，每个所述的三面式舵角指示器包括第三外壳、第二上盖、第一视窗玻璃、第一刻度薄膜面板、数显板、面控板、支架和第二防水接头，所述的调光器安装在船舶的操舵台上，所述的第三主电路板上设有用于进行舵角的数字显示的第一数码管，所述的第三主电路板、面控板和支架分别固定在所述的第三外壳内，所述的数显板安装在所述的支架上，所述的第三外壳的外侧设置有三个弧形窗口，所述的三个弧形窗口上分别粘贴有所述的第一刻度薄膜面板，所述的第一刻度薄膜面板上设置有呈弧形排列的第一舵角刻度线和第一led灯组，每条所述的第一舵角刻度线对应一个第一led灯，与所述的第一刻度薄膜面板相适配的柔性电路板插装在所述的面控板上，所述的第一视窗玻璃卡嵌在所述的弧形窗口上并覆设在所述的第一刻度薄膜面板的正面。使用时，第三主电路板根据收到的舵角数据，驱动第一数码管进行舵角数值显示，同时驱动第一刻度薄膜面板上的第一led灯发光，进行舵角方向和舵角数值指示。

作为优选，所述的若干壁挂式舵角指示器安装在船舶两舷的墙体上，每个所述的壁挂式舵角指示器包括第四外壳、第二视窗玻璃、第一压盖、第二压盖、第二支撑板、第三支撑板、第二刻度薄膜面板、调光薄膜面板、接线板和第三防水接头，所述的第二支撑板安装在所述的第四外壳的前侧的上部，所述的第四主电路板安装在所述的第二支撑板的背面，所述的第四主电路板上设有用于进行舵角的数字显示的第二数码管，所述的第二刻度薄膜面板粘贴在所述的第二支撑板的正面，所述的第二刻度薄膜面板上设置有呈弧形排列的第二舵角刻度线和第二led灯组，每条所述的第二舵角刻度线对应一个第二led灯，与所述的第二刻度薄膜面板相适配的柔性电路板插装在所述的第四主电路板上，所述的第二视窗玻璃由所述的第一压盖压紧并覆设在所述的第二刻度薄膜面板的正面，所述的第三支撑板由所述的第二压盖压紧并固定在所述的第四外壳的前侧的下部，所述的接线板安装在所述的第三支撑板的背面，所述的调光薄膜面板粘贴在所述的第三支撑板的正面，所述的调光薄膜面板上设置有用于对所述的第二led灯组和所述的第二数码管进行调光和测试用的三个第一调试按钮，与所述的调光薄膜面板相适配的柔性电路板插装在所述的接线板上，所述的第四主电路板与所述的接线板通过排线连接。使用时，第四主电路板根据收到的舵角数据，驱动第二数码管进行舵角数值显示，同时驱动第二刻度薄膜面板上的第二led灯发光，进行舵角数值显示。

作为优选，所述的若干嵌入式舵角指示器安装在船舶的操舵台上，每个所述的嵌入式舵角指示器包括安装面板、后盖和第三刻度薄膜面板，所述的安装面板固定在所述的后盖的前侧，所述的第五主电路板安装在所述的安装面板的背面，所述的第五主电路板上设有用于进行舵角的数字显示的第三数码管，所述的第三刻度薄膜面板粘贴在所述的安装面板的正面，所述的第三刻度薄膜面板上设置有呈弧形排列的第三舵角刻度线和第三led灯组，每条所述的第三舵角刻度线对应一个所述的第三led灯，所述的第三刻度薄膜面板上设置有用于对所述的第三led灯组和所述的第三数码管进行调光和测试用的三个第二调试按钮，与所述的第三刻度薄膜面板相适配的柔性电路板插装在所述的第五主电路板上。使用时，第五主电路板根据收到的舵角数据，驱动第三数码管进行舵角数值显示，同时驱动第三刻度薄膜面板上的第三led灯发光，进行舵角数值显示。

作为优选，所述的can中继器包括第五外壳和第二端盖，所述的第六主电路板由所述的第二端盖固定在所述的第五外壳内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的舵角指示系统，包括舵角反馈器、舵角分配器、若干三面式舵角指示器、若干壁挂式舵角指示器和若干嵌入式舵角指示器，舵角反馈器将舵柄的机械转角转化为电信号，并通过can总线将舵角数据发送给舵角分配器，舵角分配器接收到舵角反馈器送入的can舵角信号后，驱动七路独立通用的输出通路将can舵角信号输出给各舵角指示器，各舵角指示器接收到舵角分配器送入的can舵角信号并进行舵角数值显示。本发明舵角指示系统安装使用后，在舵机运行过程中，其舵角反馈器能够根据实际舵柄机械转角的变化，不停地通过can总线更新舵角数据，并通过舵角分配器将舵角数据实时传输给各舵角指示器，最终实现精度高、可靠性好的舵角指示。

附图说明

图1为实施例中舵角指示系统的结构连接示意框图；

图2为实施例中舵角反馈器的结构示意图；

图3为实施例中舵角分配器的外观图；

图4为实施例中三面式舵角指示器的外观图；

图5为实施例中壁挂式舵角指示器的外观图；

图6为实施例中嵌入式舵角指示器的外观图；

图7为实施例中can中继器的外观图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例的舵角指示系统，如图所示，包括舵角反馈器1、can中继器2、舵角分配器3、一个三面式舵角指示器4、一个壁挂式舵角指示器5和一个嵌入式舵角指示器6，舵角反馈器1用于将舵柄（图中未示出）的机械转角转化为电信号，并将电信号传输给舵角分配器3，舵角分配器3用于将收到的电信号分配给三面式舵角指示器4、壁挂式舵角指示器5和嵌入式舵角指示器6，三面式舵角指示器4、壁挂式舵角指示器5和嵌入式舵角指示器6用于将接收的电信号进行舵角显示；舵角反馈器1上设有第一主电路板11，舵角分配器3上设有第二主电路板31，三面式舵角指示器4上设有第三主电路板41，壁挂式舵角指示器5上设有第四主电路板51，嵌入式舵角指示器6上设有第五主电路板61，第一主电路板11上设置有第一can驱动芯片和舵角零位设定按钮，第二主电路板31上设置有第二can驱动芯片，第三主电路板41上设置有第三can驱动芯片和调光接口，调光接口上电连接有调光器7，第四主电路板51上设置有第四can驱动芯片，第五主电路板61上设置有第五can驱动芯片，第一主电路板11上设有第一dc24v电源接线端子和can总线接线端子，can总线接线端子包括canh接线端子和cnal接线端子，第二主电路板31上设有第二dc24v电源接线端子、ac220v电源接线端子、第三dc24v电源接线端子、一路can舵角数据输入接口、七路独立通用的输出通路、一路rs232舵角数据输入接口以及一路通用的rs485和rs232舵角数据输出接口，每路输出通路包括dc24v电源接线端子和can舵角数据输出接口，第二dc24v电源接线端子或ac220v电源接线端子与船用dc24v或ac220v电源连接，第三dc24v电源接线端子与第一dc24v电源接线端子连接，can舵角数据输入接口分别与canh接线端子和cnal接线端子连接，七路独立通用的输出通路中的三路输出通路分别与第三主电路板41、第四主电路板51和第五主电路板61的信号输入端连接；舵角反馈器1与舵角分配器3经can中继器2转接，can中继器2上设有第六主电路板21，第六主电路板21上设置有第六can驱动芯片和第四dc24v电源接线端子，第一dc24v电源接线端子、第四dc24v电源接线端子和第三dc24v电源接线端子依次连接，第六主电路板21的信号输入端分别与canh接线端子和cnal接线端子连接，第六主电路板21的信号输出端与can舵角数据输入接口连接；can中继器2包括第五外壳22和第二端盖23，第六主电路板21由第二端盖23固定在第五外壳22内。

本实施例中，舵角反馈器1安装在船舶的舵机舱（图中未示出）内，舵角反馈器1包括第一外壳12、转轴13以及设置在第一外壳12内的齿轮副、旋转编码器16、第一支撑板17、第一上盖18和第一防水接头19，第一上盖18安装在第一外壳12的顶部，第一支撑板17固定在第一外壳12上，齿轮副、旋转编码器16和第一主电路板11安装在第一支撑板17上，齿轮副包括相啮合的第一齿轮14和第二齿轮15，转轴13与第一齿轮14定心连接，转轴13的下部伸出第一外壳12并与舵柄相连，旋转编码器16与第二齿轮15同轴设置，第一防水接头19安装在第一外壳12上。

本实施例中，舵角分配器3安装在船舶的驾控室（图中未示出）内，舵角分配器3包括第二外壳32和第一端盖33，第二主电路板31由第一端盖33固定在第二外壳32内。

本实施例中，三面式舵角指示器4安装在船舶的驾控室的天花板（图中未示出）上，三面式舵角指示器4包括第三外壳42、第二上盖43、第一视窗玻璃44、第一刻度薄膜面板45、数显板46、面控板47、支架48和第二防水接头49，调光器7安装在船舶的操舵台上，第三主电路板41上设有用于进行舵角的数字显示的第一数码管，第三主电路板41、面控板47和支架48分别固定在第三外壳42内，数显板46安装在支架48上，第三外壳42的外侧设置有三个弧形窗口，三个弧形窗口上分别粘贴有第一刻度薄膜面板45，第一刻度薄膜面板45上设置有呈弧形排列的±40°的第一舵角刻度线和第一led灯组，每条第一舵角刻度线对应一个第一led灯40，与第一刻度薄膜面板45相适配的柔性电路板插装在面控板47上，第一视窗玻璃44卡嵌在弧形窗口上并覆设在第一刻度薄膜面板45的正面。

本实施例中，壁挂式舵角指示器5安装在船舶两舷（图中未示出）的墙体上，壁挂式舵角指示器5包括第四外壳52、第二视窗玻璃53、第一压盖541、第二压盖542、第二支撑板55、第三支撑板56、第二刻度薄膜面板57、调光薄膜面板58、接线板59和第三防水接头50，第二支撑板55安装在第四外壳52的前侧的上部，第四主电路板51安装在第二支撑板55的背面，第四主电路板51上设有用于进行舵角的数字显示的第二数码管，第二刻度薄膜面板57粘贴在第二支撑板55的正面，第二刻度薄膜面板57上设置有呈弧形排列的±40°的第二舵角刻度线和第二led灯组，每条第二舵角刻度线对应一个第二led灯571，与第二刻度薄膜面板57相适配的柔性电路板插装在第四主电路板51上，第二视窗玻璃53由第一压盖541压紧并覆设在第二刻度薄膜面板57的正面，第三支撑板56由第二压盖542压紧并固定在第四外壳52的前侧的下部，接线板59安装在第三支撑板56的背面，调光薄膜面板58粘贴在第三支撑板56的正面，调光薄膜面板58上设置有用于对第二led灯组和第二数码管进行调光和测试用的三个第一调试按钮581，与调光薄膜面板58相适配的柔性电路板插装在接线板59上，第四主电路板51与接线板59通过排线连接。

本实施例中，嵌入式舵角指示器6安装在船舶的操舵台上，嵌入式舵角指示器6包括安装面板62、后盖63和第三刻度薄膜面板64，安装面板62固定在后盖63的前侧，第五主电路板61安装在安装面板62的背面，第五主电路板61上设有用于进行舵角的数字显示的第三数码管，第三刻度薄膜面板64粘贴在安装面板62的正面，第三刻度薄膜面板64上设置有呈弧形排列的±40°的第三舵角刻度线和第三led灯组，每条第三舵角刻度线对应一个第三led灯65，第三刻度薄膜面板64上设置有用于对第三led灯组和第三数码管进行调光和测试用的三个第二调试按钮66，与第三刻度薄膜面板64相适配的柔性电路板插装在第五主电路板61上。

本实施例中，第一主电路板11、第二主电路板31、第三主电路板41、第四主电路板51、第五主电路板61、第六主电路板21均采用现有技术，例如，第一主电路板11选用的cpu型号可以为具有正交高速脉冲计数器的stm32。

本实施例的舵角指示系统在船舶上安装后，将船用dc24v或者ac220v电源接入舵角分配器3上的第二dc24v电源接线端子，完成系统上电。首先要确保舵角反馈器1发送的舵角数值与真实的舵柄机械转角在一定误差范围内。控制舵机使舵柄的转角定位在0°，打开舵角反馈器1上的第一上盖18，按下舵角零位设定按钮，使舵角反馈器1上的脉冲计数值清零，以便后续正常使用时舵角反馈器1的舵角数值能够反应真实的舵柄转角。然后，需要对第一数码管、第二数码管、第三数码管、第一led灯组、第二led灯组和第三led灯组进行调光。之后，即可进行正常舵角指示。

在舵机运行过程中，舵角反馈器1根据实际舵柄机械转角的变化，不停地通过can总线更新舵角数据，并通过舵角分配器3将舵角数据实时传输给各舵角指示器。三面式舵角指示器4、壁挂式舵角指示器5和嵌入式舵角指示器6接收到can舵角信号，分别驱动相应的数码管和led灯进行舵角显示，实现精度高、可靠性好的舵角指示。其中，各数码管显示舵角的数值；根据舵角的方向，第一led灯组、第二led灯组和第三led灯组上的led灯亮，实际应用中，可分别设置第一led灯组、第二led灯组和第三led灯组的颜色，例如左红右绿，模拟弧形光柱，如左舵30度，则0°至左侧30°共31个左侧的红色led等亮，又如，右舵35°，则0°至右侧35°共36个右侧的绿色led灯亮。