CN106428453B - 一种浮子自动控制攻角式t型翼 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于，其包括：浮子、连杆、拉杆、垂直翼、水平翼和固定轴；所述垂直翼上端开设有水平凹槽，且中间位置设有与水平凹槽相互联通的纵向柱状中空结构；所述连杆部分放置于所述水平凹槽内，且固定连接于所述垂直翼；所述连杆经固定轴与拉杆一端连接；所述拉杆沿竖直方向穿过设置于垂直翼上的纵向柱状中空结构且底部配合插入设置于水平翼上的纵向凹槽内，所述垂直翼与水平翼通过吊耳相互配合连接；所述连杆伸出水平凹槽一端与浮子固定连接；本发明能够解决现有T型翼由于水平翼攻角不能自动控制调节而造成减摇效果差和技术复杂、成本高等问题，其结构简单、安装方便、时效性强且作用效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及船舶设计技术领域，具体说是涉及一种浮子自动控制攻角式T型翼。
背景技术
随着航运事业的快速发展，船舶航速逐渐提升，同时人们对于出行舒适度要求越来越高。T型翼作为一种结构简单、效果明显的减摇装置被广泛关注。T型翼是一种新型减摇附体，主要作用是改善船舶的水动力性能，减小船舶在高速情况下的纵摇和垂荡，可以大大提高船舶在极端海况下的操纵性、安全性和舒适性。
目前，T型翼可分为被动式和主动式，其中主动式T型翼与被动式T型翼的减摇效果相比更加明显。被动式T型翼在航行过程中，T型翼攻角不可调节，只能被动承受船舶状态所带来的攻角，减摇效果较差；而主动式T型翼可通过航态控制系统灵活地改变迎流攻角等因素，改善作用效果，但这种控制系统具有技术结构复杂，成本高昂等缺点，同时由于水平翼攻角不能适时调节而导致减摇效果不理想，达不到船舶预期的适航性。
发明内容
鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是要提供一种减摇效果显著的浮子自动控制攻角式T型翼。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于，其包括：浮子、连杆、拉杆、垂直翼、水平翼、第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴、第四固定轴；
所述垂直翼固定安装于船底,其上端开设有水平凹槽，且垂直翼中间位置设有与水平凹槽相互联通的纵向柱状中空结构；
所述连杆部分放置于所述水平凹槽内，且由第一固定轴固定连接于所述垂直翼；
所述连杆位于水平凹槽内一端开设有双轴孔并经由穿过所述双轴孔的第二固定轴与拉杆一端连接；
所述拉杆沿竖直方向穿过设置于垂直翼上的纵向柱状中空结构且底部配合插入设置于水平翼上的纵向凹槽内，所述第三固定轴穿过拉杆下端与水平翼相连接；
所述垂直翼与水平翼以第四固定轴配合连接；
所述连杆伸出水平凹槽一端与浮子固定连接；
进一步地，所述连杆包括放置水平凹槽内的平直部和伸出水平凹槽外的弯折部，所述平直部呈圆柱状，所述弯折部向水平翼方向呈一定弧度弯曲且其横截面直径沿弯曲方向递减；
进一步地，设置于水平翼上的水平翼吊耳与设置于垂直翼上的垂直翼吊耳以第四固定轴互相配合连接。
进一步地，当浮子上下运动时，所述连杆绕第一固定轴转动，从而带动拉杆在纵向柱状中空结构内沿垂直方向运动，进而使第三固定轴带动水平翼绕第四固定轴上下转动。
进一步地，所述第三固定轴位于水平翼前缘与水平翼吊耳之间且与水平翼前缘之间的距离为翼弦长的30％～50％，相应的，水平翼吊耳与水平翼前缘之间的距离为翼弦长的40％～60％。
进一步地，所述位于垂直翼上的纵向柱状中空结构和设置于水平翼上的纵向凹槽的尺寸均大于所述拉杆尺寸。
进一步地，所述水平翼的摇摆角度为-15°至15°。
进一步地，所述T型翼安装在船艏。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明能够解决现有T型翼因水平翼攻角不能自动控制调节或需要通过航态控制系统调节而造成减摇效果差和技术复杂、成本高的问题。
2、本发明结构简单、安装方便，能够通过浮子自动调节T型翼攻角从而对航态变化作出实时响应，且具有明显的减摇效果，使船舶在运行过程中更舒适安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明的结构运动示意图。
图中：1、浮子，2、连杆，3、拉杆，4、垂直翼，5、水平翼，6、水平翼吊耳，7、垂直翼吊耳，8、第四固定轴，9、第三固定轴，10、第一固定轴，11、第二固定轴，12、纵向凹槽，13、水平凹槽，14、纵向柱状中空结构，15、双轴孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明设计了一种浮子自动控制攻角式T型翼，下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明的技术方案：
如图1所示的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于包括：浮子1、连杆2、拉杆3、垂直翼4、水平翼5、水平翼吊耳6、垂直翼吊耳7、第一固定轴10、第二固定轴11、第三固定轴9和第四固定轴8；所述垂直翼4固定安装于船底,其上端开设有水平凹槽13，且垂直翼4中间位置设有与水平凹槽13相互联通的纵向柱状中空结构14；所述连杆2部分放置于所述水平凹槽13内，且由第一固定轴10固定连接于所述垂直翼4；所述连杆2位于水平凹槽13内一端开设有双轴孔15并经由穿过所述双轴孔15的第二固定轴11与拉杆3一端连接；所述拉杆3沿竖直方向穿过设置于垂直翼4上的纵向柱状中空结构14且底部配合插入设置于水平翼5上的纵向凹槽12内，所述第三固定轴9穿过拉杆3下端与水平翼5相连接；所述水平翼5和垂直翼4通过所述第四固定轴8穿过设置于水平翼5上的水平翼吊耳6与设置于垂直翼4上的垂直翼吊耳7相互配合连接；所述连杆2伸出水平凹槽13一端与浮子1固定连接，浮子呈扁平状。进一步地，所述浮子可通过水位高低改变升沉从而控制连杆绕第一固定轴10转动；所述水平翼5与垂直翼4均设有与第四固定轴8相配合连接的吊耳；所述第三固定轴与水平翼前缘之间的距离为翼弦长的30％～50％，相应的所述水平翼吊耳6与水平翼前缘之间的距离为翼弦长的40％～60％；所述纵向凹槽12尺寸与所述纵向柱状中空结构14的尺寸均大于所述拉杆3尺寸。当浮子上下运动时，所述连杆绕第一固定轴10转动而带动拉杆3在纵向柱状中空结构14内运动，使拉杆3通过第三固定轴9带动水平翼5绕第四固定轴8上下转动。另外，与浮子1相连接的连杆2部分置于垂直翼的水平凹槽内，且包括放置水平凹槽13内的平直部和伸出水平凹槽13外的弯折部，所述平直部呈圆柱状，所述弯折部向水平翼方向呈一定弧度弯曲且其横截面直径沿弯曲方向递减。连杆2至于水平凹槽内一端开设有双轴孔结构。所述水平翼的摇摆角度为-15°至15°。本发明所述T型翼安装在船艏，所述浮子自动控制系统可以根据船舶运动、波浪和船舶升沉来控制拉杆3的运动状态，进而调整水平翼攻角。图2为本发明的俯视图。
本发明提供的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其动作过程如图3所示。所述垂直翼4固定于船底且始终保持不动，当所述浮子1随航态上下运动时，浮子带动与其连接的连杆2绕穿过连杆杆身与垂直翼4的第一固定轴10转动，使所述连杆2左端带动其连接的拉杆3在所述纵向柱状中空结构14内上下运动，进而所述拉杆3下端通过地三固定轴9带动水平翼5绕第四固定轴8上下转动.
本发明所提供的浮子起到触角的作用，当波浪使水面升高时，浮子随之升起，推动连杆机构使水平翼攻角增大，反之，当水面降低时，浮子使水平翼攻角减小以调整船舶航态。本发明提供的T型翼选用NACA0012翼型；所述连杆2与所述拉杆3上端置于所述水平凹槽13内，所述拉杆下端置于所述纵向凹槽12内，所述纵向凹槽尺寸大于所述拉杆尺寸，为水平翼的转动预留空间，达到可调节攻角的目的。所述拉杆3在连杆2的带动下，可作上下往复运动，也可以在水平方向做微小运动，拉杆3下端与水平翼底端具有一定距离；所述水平翼5与垂直翼4通过第一固定轴以及吊耳相互组合连接，拉杆3通过第二固定9轴带动水平翼围绕第二固定轴9摆动；所述水平翼的摇摆角度为-15°至15°，调整来流攻角，减轻船体摇荡；所述拉杆下端与纵向凹槽12槽壁之间的距离要保证水平翼在改变攻角的过程中不会与拉杆发生碰撞问题，实现15°攻角改变的可行性。
本发明能够解决现有技术提供的T型翼由于水平翼攻角不能自动控制调节或需要通过航态控制系统调节而造成减摇效果差和技术复杂、成本高的问题，本发明结构简单、安装方便，能够通过浮子自动调节T型翼攻角从而对航态变化作出实时响应，且具有明显的减摇效果，使得船舶在运行过程中更舒适安全；本发明将所述T型翼安装在船艏，能够保证船舶在波浪中运动时具有较小纵摇和垂荡；攻角指的是水平翼的翼弦和来流速度方向的夹角，攻角的大小决定T型翼产生升力的大小，从而决定T型翼的减摇效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于，其包括：浮子(1)、连杆(2)、拉杆(3)、垂直翼(4)、水平翼(5)、第一固定轴(10)、第二固定轴(11)、第三固定轴(9)、第四固定轴(8)；
所述垂直翼(4)固定安装于船底,其上端开设有水平凹槽(13)，且垂直翼(4)中间位置设有与水平凹槽(13)相互联通的纵向柱状中空结构(14)；
所述连杆(2)部分放置于所述水平凹槽(13)内，且由第一固定轴(10)固定连接于所述垂直翼(4)；
所述连杆(2)位于水平凹槽(13)内一端开设有双轴孔(15)并经由穿过所述双轴孔(15)的第二固定轴(11)与拉杆(3)一端连接；
所述拉杆(3)沿竖直方向穿过设置于垂直翼(4)上的纵向柱状中空结构(14)且底部配合插入设置于水平翼(5)上的纵向凹槽(12)内，所述第三固定轴(9)穿过拉杆(3)下端与水平翼(5)相连接；
所述垂直翼(4)与水平翼(5)通过第四固定轴(8)配合连接；
所述连杆(2)伸出水平凹槽(13)一端与浮子(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于：所述连杆(2)包括放置水平凹槽(13)内的平直部和伸出水平凹槽(13)外的弯折部，所述平直部呈圆柱状，所述弯折部向水平翼方向呈一定弧度弯曲且其横截面直径沿弯曲方向递减。
3.根据权利要求1所述的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于：设置于水平翼(5)上的水平翼吊耳(6)与设置于垂直翼(4)上的垂直翼吊耳(7)以第四固定轴(8)相配合连接。
4.根据权利要求1所述的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于：当浮子(1)上下运动时，所述连杆(2)绕第一固定轴(10)转动，从而带动拉杆(3)在纵向柱状中空结构(14)内沿垂直方向运动，进而使第三固定轴(9)带动水平翼(5)绕第四固定轴(8)上下转动。
5.根据权利要求1所述的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于：所述第三固定轴(9)位于水平翼(5)前缘与水平翼吊耳(6)之间且与水平翼(5)前缘之间的距离为翼弦长的30％～50％，相应的，水平翼吊耳(6)与水平翼(5)前缘之间的距离为翼弦长的40％～60％。
6.根据权利要求1所述的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于：位于垂直翼(4)上的纵向柱状中空结构(14)和设置于水平翼(5)上的纵向凹槽(12)的尺寸均大于所述拉杆(3)尺寸。
7.根据权利要求1所述的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于：所述水平翼(5)的摇摆角度为-15°至15°。
8.根据权利要求1所述的一种浮子自动控制攻角式T型翼，其特征在于：所述T型翼安装在船艏。
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