CN102358414A - 自动化船用舵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化船用舵，船的舵向盘不需人力扭转，采用自动化控制，其措施：船用动力和舵机系统结合在一起，取消了现在的舵机系统，水泵给固定不动的高压水管上端口注水，固定不动的高压水管管口下端与可旋转的高压水管上端管口对接，对接方式类似于法兰与法兰对接的密封方式，但是可旋转高压管可以顺时针、逆时针旋转，可旋转高压管向下垂直穿过船底，在船底下的可旋转高压管管口接有喷嘴，变速箱驱动可旋转高压管，电机带动变速箱，电机采用遥控装置控制，控制电机顺、逆时针方向旋转，使船底下的喷嘴左偏转和右偏转，从而控制船向左转弯和向右转弯，由于取消了人力掌舵的舵机系统，采用了喷水推进装置和自动化掌舵系统有机结合在一起，大大提高了船速以及船的转弯速度。

Description

自动化船用舵

技术领域

本发明涉及船用舵，特别涉及一种自动化船用舵。

背景技术

船一般都采用舵与螺旋桨分离的形式，船内的动力机器通过较长的轴带动船尾底螺旋桨旋转，把水喷出来，这个过程对螺旋桨产生一个反作用力，使船前进，这种结构，由于轴很长，辅助装置多，效率低，舵盘(方向盘)是人力操作，很费力，大船扭转舵的人更多，船转弯时，水喷出产生的侧向力较小，船转弯需要的时间长。

据说很多年以前，河北人抽水用长轴泵，轴有几十米长，电机、内燃机却放置在井口，效率很低，后来被淘汰了，现在用潜水泵，就没有那么长的轴，效率高得多。

发明内容

本发明的目的针对以上现有船舵技术存在的问题，进行改进，重点解决效率低，船转弯需要时间长，设计一种结构合理，高效率，转弯迅速的船舵机构，利于自动化操作船的舵向。

为了达到上述目的，本发明采用了船用动力和舵机系统结合在一起，取消了人力扭转舵向盘，具体措施：水泵给固定不动的高压水管上端口注水，其管的下端口与可旋转高压管上端口对接，对接方式：可旋转高压管上端口插入固定不动的高压管子下端口内(或固定不动的高压管子下端口插入可旋转高压管子上端口内)，用类似于法兰与法兰对接的密封装置，用可旋转高压管做轴，管外壁上焊凸轮，凸轮下面是下法兰片，可旋转高压管穿过下法兰片的中心孔，中心孔的孔径比可旋转高压管的外径稍大，下法兰片被支架固定在一楼板上不随可旋转高压管旋转，下法兰片向上推着凸轮和可旋转高压管(另一种结构也有相同的作用：可旋转高压管的管壁有向内凹陷的环形槽，下法兰片套在凹陷的环形槽内，下法兰片的中心孔径比凹陷的环形槽横截面的外径稍大，比可旋转高压管的外径小，下法兰片被固定后向上推着可旋转高压管)，在外力驱动下可旋转高压管能转动，可旋转高压管向下垂直穿过船底，在船底下的管口接有喷嘴，高压液体(或汽体)从喷嘴喷出，喷出方向与船底平行，代替了螺旋桨旋转喷水，同时可旋转高压管在变速齿轮驱动下旋转，使在船底下的喷嘴偏转，驱使船转弯，这一过程代替了现在船靠人力掌舵，电机带动变速齿轮，电机的电流接通、断开以及电流方向互换，由遥控接收装置控制，使电机顺时针、逆时针旋转，从而达到自动化控制船的舵向。

与螺旋桨和舵分开的船用动力相比，本发明相当于舵机和船推进装置结合在一起，通过变速箱驱动可旋转高压管转动，使喷嘴在船尾底下偏转，驱动船转弯，代替船原有的舵机系统，使船舵系统操作简单，不需人力掌舵，通过实验，船转弯时间大大缩短，船速加快，提高了船对动力机作功的利用率，这种自动化船用舵可用于无人驾驶船上，实现远距离遥控操作，尤其适用于现代化战舰。

附图说明

图1.是本发明自动化船用舵的结构主视图。

I(3:1)是可旋转高压管17接口处管螺纹的放大图。

具体实施方式

本发明以下结合附图中的具体实施例作进一步描述，参见说明书附图图1，法兰片3呈壁加厚的草帽造型，顶圆台面上有中心孔，固定不动的高压管1的上端口是水泵注水口(图1未画出水泵)，下端口与中心孔对接(焊上或螺管连接)，法兰片3的底面有中心孔，可旋转的高压管17的上端正好插入其中心孔内，法兰片3的下面是圆环形片4，可旋转高压管17垂直于法兰片3所在平面，穿过其中心孔后并焊在可旋转高压管17上，圆环形片4的平面与法兰片3的下底面平行，法兰片3和圆环形片4之间是密封垫2，圆锥滚子轴承5的内环中心孔套在可旋转高压管17上，内环的上圆环面紧贴在圆环形片4的底面，下法兰片6的中心孔圆周环面有向下凹陷的圆环形槽，这个圆环形槽正好套在圆锥滚子轴承5的外环上，外环下底环形面紧贴在环形槽下底圆环面上，下法兰片6被支架固定在一楼板上不动，螺丝同时穿过法兰片3和下法兰片6靠近外圆周的螺孔，拧紧螺丝帽，圆环形片4能挤压密封垫2，起密封作用，下法兰片6下面是变速箱7，可旋转高压管17是变速箱7内转速最慢齿轮的轴，变速箱7内转速最快的齿轮由电机22带动，电机上安装有遥控接收器21，按遥控器上的电源按钮，右偏转按钮和左偏转按钮，控制电机22的电流接通、断开，控制电机22顺时针旋转和逆时针旋转，从而使变速箱7的齿轮驱动可旋转高压管17顺时针和逆时针旋转；如果用手动电闸和电流方向互换的电路配合控制电机22，构成机械自动化也可以代替以上遥控自动化；变速箱7的外壳下底固定在船一楼板上，一楼板下面是显示盘9，显示盘9被固定在涡杆8的外壳支架上，穿过显示盘的中心孔向前面伸出一根轴，轴上固定有指针，指针随轴偏转，轴后端是涡杆8，涡杆8和涡轮20的外壳固定在支架上，支架上端固定在一楼板下面，涡杆8与涡轮20配合，涡轮20的中心孔用键固定在可旋转高压管17上(以上是涡杆涡轮传动方式，此位置还可以用皮带传动方式、链传动方式、直齿锥齿轮传动方式代替)，指针在显示盘9上的偏转角度显示在船底下的喷嘴16与船中心对称面之间的夹角，涡轮20的下面是挂环19，挂环19的左右两边各有一个小孔，方便起重，拆装机器，挂环19的中心孔套在可旋转高压管17上，它们之间是粗牙螺纹配合，挂环19下面是可旋转高压管17的接口18，接口18之间是以管螺纹的方式配合，I(3:1)是管螺纹的放大图，可旋转高压管17垂直穿过甲板13和船底，在船底下露出；喷嘴16前段部分呈圆台形，前小后大，后段较长，呈圆柱体形，喷嘴的中心空间也是如此，圆柱体壳后端封底，圆柱体壳靠圆柱下底的圆周侧面上有圆孔，圆孔与在船底下的可旋转高压管口对接在一起；由于可旋转高压管17垂直穿过甲板13和船底，可旋转高压管17和甲板13之间有环形间隙；两段较短的口径不同的管子，口径较小的管子正好插入口径较大的管子的内孔，分别在两段管子上端口焊上外径相等两个法兰片，口径较小的是填料压套10，口径较大的是填料外套11，用管子钳拧开接口18，填料外套11套上填料压套10，填料压套10的中心孔套在可旋转高压管17上向下滑，填料外套11的下端焊在甲板13上，用管子钳把接口18接上，填料压套10向上滑，在可旋转高压管17和填料外套11所围成的环形槽内装入填料12，螺丝同时穿过填料外套11上端的法兰片上的螺孔和填料压套10上端法兰片上的螺孔，拧紧螺帽，填料压套10能挤压填料12，起密封作用，(如果填料压套10与填料外套11是管螺纹结构，只有拧旋填料压套10才能挤压填料12。)肋板14上端焊在甲板13，下端焊在船底，龙骨15是船底中心对称面上最大的一根梁。

具体驾驶船舵的操作过程

当电机22断电，显示盘9上的指针指到0时，船一直向前行驶不转弯，手按遥控器按钮，遥控接收器21接通电机22的电流，再按遥控器的左偏转按钮，电机22带动变速箱7内的齿轮旋转，使可旋转高压管17旋转，使喷嘴16向左偏转，同时显示盘9的指针由0位置转到C位置，船头向左偏转，当指针旋转转到D位置时，显示喷嘴16与船中心对称面成90°的夹角，此时船头几乎不向前行驶，船尾向左偏转作圆周运动，船转弯速度最快，当指针需调到E位置时，与0位置成180°，船会后退，如果需挂此档，船上动力机械控挡装置首先挂零档位(图上未画船动力机械装置)，再通过遥控器把显示盘9上的指针调到E位置，然后把船上动力机械控档装置调到相应的档位，船后退；再按遥控器的右偏转按钮，喷嘴16向右偏转，船头向右转弯，如此操作通过遥控器驾驶船的舵向。

Claims (4)

1.一种自动化船用舵，它包括：泵抽水注入固定不动的管道内，连接喷嘴的管道安装在船底，喷嘴喷出的液体(或气体)流动方向与船底平行，这些装置里有泵、管道、法兰、密封垫、喷嘴，其特征是：船的舵机装置和推进装置结合在一起，可旋转管子(17)下端垂直穿过船底，在船底下的管口接有喷嘴(16)，可旋转管子(17)上端口插入固定不动的管子(1)的下端口内，(或固定不动的管子(1)的下端口插入可旋转管子(17)的上端口内)固定不动的管子(1)的上端口是进水口，电机(22)变速箱(7)、遥控接收器(21)组成的遥控自动化装置(包括：机械自动化控制装置)，以齿轮传动方式，驱动可旋转管子(17)转动，使在船底下连接在可旋转管(17)端口的喷嘴(16)发生偏转。

2.据权利要求1所述的自动化船用舵，其特征是：可旋转管(17)垂直穿过船底，其管与船底之间的环形缝隙外围有呈圆环形状的填料外套(11)，围成的环形空间，在圆环形空间内有填料(12)，在填料外套(11)的上面，可旋转管(17)穿过填料压套(10)的中心孔，填料压套(10)滑进(或旋进)填料外套(11)与可旋转管(17)组成的圆环形空间内。

3.据权利要求1所述的自动化船用舵，其特征：法兰片(3)呈壁加厚的草帽造型，顶圆台面上有中心孔，固定不动的水管(1)下端口与中心孔对接(焊上或螺管连接)，法兰片(3)的底面有中心孔，可旋转管(17)的上端口正好插入其中心孔内，可旋转管(17)可以自由转动，法兰片(3)的下面是圆环形片(4)，可旋转管(17)垂直穿过圆环形片(4)的中心孔，并固定在可旋转管(17)上，圆环形片4的下面是下法兰片(6)，可旋转管(17)穿过下法兰片(6)的中心孔，其中心孔的孔径比可旋转管(17)的外径稍太，下法兰片(6)被固定在支架上不旋转，下法兰片(6)向上推着圆环形片(4)和可旋转管(17)，(与上述作用相同的构造，包括：可旋转管(17)的管壁有向内凹陷的环形槽，下法兰片(6)套在凹陷的环形槽内，下法兰片(6)的中心孔径比凹陷的环形槽横截面的外径大，比可旋转管(17)的外径小，下法兰片(6)被固定后向上推着可旋转管(17))阻止可旋转管(17)下滑。

4.据权利要求1所述的自动化船用舵，其特征是：涡杆(8)前端的轴穿过显示盘(9)的中心孔，显示盘(9)固定在支架上不动，显示盘(9)前面的指针固定在轴上随轴旋转，涡轮(20)与涡杆(8)配合，可旋转管(17)是涡轮(20)的中心轴，涡轮(20)固定在可旋转管17上，涡杆(8)与涡轮(20)的外壳固定在支架上不动(以上是涡杆涡轮传动方式，包括：皮带传动方式、链传动方式、直齿锥齿轮传动方式)，指针通过传动机构随可旋转管(17)转动，指针在显示盘(9)上能显示船底下的喷嘴(16)与船中心对称面的夹角。

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