CN100497087C - 船舶舵/翼舵任意转角比传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种船舶舵/翼舵任意转角比传动装置。其组成包括主舵叶、主舵轴、光电码盘、翼舵叶、翼舵轴、翼舵从动齿轮、内轴承、蜗轮套轴、外轴承、蜗杆电机组件、外基座、齿轮轴承、底座、主轴主动齿轮、中间支撑板、上部基座、谐波减速器、输入轴套、上盖、顶部电机支撑盖、主轴电机、顶部码盘支撑盖、码盘连轴节、光电码盘、主轴被动齿轮和支架等部件。本发明使得翼舵的转动可以脱离主舵的限制，相当于在舵上增加一个相对独立运动的小控制面来明显改善舵流体动力性能，从而改善舵系统航向控制性能。本发明还具有能耗降低、可靠性提高和提高了船舶的适航性的优点。

Description

船舶舵/翼舵任意转角比传动装置

(一)技术领域

本发明涉及的是一种船舶的推进装置或操舵装置。具体地说是一种船舶舵/翼舵联合控制的传动装置。

(二)背景技术

两个相同展弦比、同等弦长的机翼，在相同攻角条件下，具有拱度的弯曲机翼比对称剖面机翼具有较大的升力系数，这是由于拱度的作用相当于增大了攻角。舵/翼舵是将舵按一定比例分成主舵和翼舵两个部分，通过传动装置使主舵与翼舵之间产生一个夹角，实际上是将一个一般的流线型舵变为一个具有一定拱度的舵。从广义上来说，翼舵相当于可变拱度的机翼，在来流发生分离之前，在相同的主舵角时可提供更大的升力，大大改善了舰船的操纵性能和耐波性能。同时，在处于零位置时，整个鳍(舵)又呈现对称机翼剖面，减小阻力，保证舰船直航时的航行稳定性，因此翼舵的水动力性能和控制、形状设计的研究越来越引起造船界的重视。

主舵与翼舵之间的传动装置通常有导杆式、滑槽式、铰链式和摆杆式等多种形式。这些传动装置的普遍特点是主舵与翼舵之间具有固定的转角比，即翼舵的转动角度与主舵的转动角度成固定比例，翼舵无法脱离主舵的限制而自由转动。与普通的对称剖面舵相比，具有固定转角比的舵/翼舵提高了对动力控制性能，但由于转角比的固定，翼舵无法脱离主舵自由转动，使得船舶控制性能的提高收到了限制。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种能使舵与翼舵之间产生任意转角比、提高船舶控制性能的船舶舵/翼舵任意转角比传动装置。

本发明的目的是这样实现的：

它包括由支架44、安装在支架上的外基座17、安装在外基座上的底座19、安装在底座上的中间支撑板23和上部基座24以及上盖29组成的支撑部分，在上盖上安装有主轴电机34，中间支撑板与上盖之间安装谐波减速器26，主轴电机的输出与谐波减速器相连，谐波减速器的输出轴上安装主轴主动齿轮21，主轴主动齿轮与固定在主舵轴2上的主轴被动齿轮42相啮合，主轴被动齿轮安装在主舵轴2上，主舵轴外配套有内轴承13、外轴承15、蜗杆电机组件16及蜗轮套轴14，主舵轴上安装主舵叶1，谐波减速器带动与蜗轮套轴固定在一起的蜗杆电机组件，蜗杆电机组件通过蜗轮套轴与翼舵从动齿轮10相连，翼舵从动齿轮10与与翼舵轴7固定在一起的翼舵从动齿轮8相啮合，翼舵叶5安装在翼舵轴上，主舵轴的上方连接第一光电码盘39，翼舵轴的下方连接第二光电码盘3。

本发明还可以包括这样一些结构特征：

1、翼舵轴7穿过主舵叶1并与翼舵从动齿轮8固定在一起。

2、所述的第一光电码盘39固定在由螺钉40固定的顶部码盘支撑盖35上，并由码盘连轴节37与主舵轴2相连。

3、所述的翼舵轴的下方连接第二光电码盘3是指：翼舵轴7的下方与第二光电码盘3相连，第二光电码盘3用螺钉4固定在主舵叶1上。

本发明的工作原理为：

主轴电机34顺时针旋转时，其转动通过谐波减速器26、主轴主动齿轮21和主轴被动齿轮42后，使主轴2逆时针转动，即此时主舵叶1逆时针转动；此时若联接蜗杆电机组件16中蜗杆的电机不旋转，即蜗轮套轴14不转动，由于翼舵轴7穿过主舵叶1并与翼舵从动齿轮8固定在一起，所以翼舵叶此时将顺时针转动，转动的角度与主舵叶1转动角度成比例；如果在主轴2逆时针转动的同时使联接蜗杆电机组件16中蜗杆的电机旋转，即蜗轮套轴14向某一方向带动翼舵从动齿轮8转动，由于翼舵轴7穿过主舵叶1并与翼舵从动齿轮8固定在一起，则会在翼舵叶5原有的转动角度上继续增加或减少转动角度，使得翼舵叶5的转动摆脱了主舵叶1的限制。

主轴电机34不转动时，如果使联接蜗杆电机组件16中蜗杆的电机旋转，即蜗轮套轴14向某一方向带动翼舵从动齿轮8转动，由于翼舵轴7穿过主舵叶1并与翼舵从动齿轮8固定在一起，则翼舵叶5会在主舵叶1静止的情况下转动，也使得翼舵叶5的转动摆脱了主舵叶1的限制。

本发明的主要动作过程如下：

1、主轴电机34带动谐波减速器26和主轴主动齿轮21，主轴主动齿轮21带动固定在主舵轴2上的主轴被动齿轮42，这样实现的主舵叶的转动。

2、电机带动与蜗轮套轴14固定在一起的蜗杆电机组件16，蜗杆电机组件16带动与翼舵轴7固定在一起的翼舵从动齿轮8，这样实现的翼舵叶的转动。

3、主舵轴2的转动通过内轴承13及外轴承15与蜗杆电机组件16的转动相互隔离互不影响，通过主舵轴2与蜗杆电机组件16转动方向与转动角度的配合实现了主舵与翼舵的任意转角比。

本发明的主要优点体现在：具有任意转角比的舵/翼舵传动装置使得翼舵的转动可以脱离主舵的限制，相当于在舵上增加一个相对独立运动的小控制面来明显改善舵流体动力性能，从而改善舵系统航向控制性能。使用这种传动装置，在设计海情下，船舶的控制可主要由翼舵的运动完成，由于减小主舵运动幅度，使得能耗降低，可靠性提高；当船舶航行在高于设计海情时，船舶的控制可主舵与翼舵联合运动完成，从而提高了船舶的适航性。

(四)附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A视图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1和图2，船舶舵/翼舵任意转角比传动装置的组成包括：主舵叶1、主舵轴2、光电码盘3、螺钉4、翼舵叶5、销柱6、翼舵轴7、翼舵从动齿轮8、平键9、翼舵从动齿轮10、销钉11、螺钉12、内轴承13、蜗轮套轴14、外轴承15、蜗杆电机组件16、外基座17、齿轮轴承18、底座19、安装螺钉20、主轴主动齿轮21、传动键22、中间支撑板23、上部基座24、联接螺栓25、谐波减速器26、固定螺栓27、输入轴套28、上盖29、固定螺栓30、平键31、顶部电机支撑盖32、螺钉33、主轴电机34、顶部码盘支撑盖35、螺钉36、码盘连轴节37、紧固螺钉38、光电码盘39、螺钉40、顶部轴承41、主轴被动齿轮42、传动长键43、支架44。

螺钉33把顶部电机支撑盖32固定在支架44上，固定在顶部电机支撑盖32上的主轴电机34通过连轴节与谐波减速器26的输入端相连，谐波减速器26的输出端穿过中间支撑板23通过传动键22带动主轴主动齿轮21，主轴主动齿轮21带动固定在主舵轴2上的主轴被动齿轮42使主舵轴2在内轴承13及外轴承15的支撑下带动主舵叶1转动；主舵叶1的转动角度通过主舵轴2与光电码盘39相连，其中光电码盘39固定在由螺钉40固定的顶部码盘支撑盖35上，并由码盘连轴节37与主舵轴2相连。

电机与蜗杆电机组件16中的蜗杆相连，蜗杆电机组件16中的蜗轮与蜗轮套轴14固定在一起，蜗杆电机组件16中的蜗杆带动蜗杆电机组件16中的蜗轮与蜗轮套轴14在内轴承13及外轴承15的支撑下通过蜗轮套轴14底端扇形齿条带动与翼舵轴7固定在一起的翼舵从动齿轮8，翼舵轴7带动翼舵叶5转动；翼舵轴7与用螺钉4固定在主舵叶1上的光电码盘3相连。

Claims (5)

1、一种船舶舵/翼舵任意转角比传动装置，它包括由支架(44)、安装在支架上的外基座(17)、安装在外基座上的底座(19)、安装在底座上的中间支撑板(23)和上部基座(24)以及上盖(29)组成的支撑部分，其特征是：在上盖上安装有主轴电机(34)，中间支撑板与上盖之间安装谐波减速器(26)，主轴电机的输出与谐波减速器相连，谐波减速器的输出轴上安装主轴主动齿轮(21)，主轴主动齿轮与固定在主舵轴(2)上的主轴被动齿轮(42)相啮合，主轴被动齿轮安装在主舵轴(2)上，主舵轴外配套有内轴承(13)、外轴承(15)、蜗杆电机组件(16)及蜗轮套轴(14)，主舵轴上安装主舵叶(1)，谐波减速器带动与蜗轮套轴固定在一起的蜗杆电机组件，蜗杆电机组件通过蜗轮套轴与翼舵从动齿轮(10)相连，翼舵从动齿轮(10)与与翼舵轴(7)固定在一起的翼舵从动齿轮(8)相啮合，翼舵叶(5)安装在翼舵轴上，主舵轴的上方连接第一光电码盘(39)，翼舵轴的下方连接第二光电码盘(3)。

2、根据权利要求1所述的船舶舵/翼舵任意转角比传动装置，其特征是：翼舵轴(7)穿过主舵叶(1)并与翼舵从动齿轮(8)固定在一起。

3、根据权利要求1或2所述的船舶舵/翼舵任意转角比传动装置，其特征是：所述的第一光电码盘(39)固定在由螺钉(40)固定的顶部码盘支撑盖(35)上，并由码盘连轴节(37)与主舵轴(2)相连。

4、根据权利要求1或2所述的船舶舵/翼舵任意转角比传动装置，其特征是：所述的翼舵轴的下方连接第二光电码盘(3)是指：翼舵轴(7)的下方与第二光电码盘(3)相连，第二光电码盘(3)用螺钉(4)固定在主舵叶(1)上。

5、根据权利要求3所述的船舶舵/翼舵任意转角比传动装置，其特征是：所述的翼舵轴的下方连接第二光电码盘(3)是指：翼舵轴(7)的下方与第二光电码盘(3)相连，第二光电码盘(3)用螺钉(4)固定在主舵叶(1)上。

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