CN107856663B - 一种自动调节气垫的气垫船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动调节气垫的气垫船，包括：鼓风机、处理装置、主控制装置、刚性侧壁，处理装置与所述主控制装置连接，鼓风机用于抽取空气，刚性侧壁用于封装鼓风机抽取的空气并限制空气逸出，刚性侧壁分为若干个伸缩式侧壁模块，根据3S系统感测的波浪，主控主装置控制伸缩式侧壁模块进行伸缩，并控制侧壁模块中气压，从而使得气垫船能够根据波浪调控气垫，使得气垫船能够平稳航行。

Description

一种自动调节气垫的气垫船

技术领域

本发明涉及气垫船领域，尤其涉及一种自动调节气垫的气垫船。

背景技术

船舶时靠引擎的旋转动力传达给螺旋桨而获得的推进力量，从而在水上航行，沉到水底的船体地面和水之间的摩擦阻力，使得动力损失很大。为了最小化船体和水之间的摩擦阻力并提高能量效率，迄今为止一直进行着有关空气漂浮船或气垫船等利用空气的船舶的研究和开发。现如今，气垫船的技术已经日趋成熟，气垫船的形式也有多种多样。但是，对于船遇到波浪时，气垫船不具有传统船只的稳定性。对于传统意义上的气垫船，无法针对气垫做出调整以适应波浪，气垫船的稳定性得不到很好的提升。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明提供一种利用高压空气驱动的气垫船。

技术方案：一种自动调控气垫的气垫船，包括：鼓风机、处理装置、主控制装置、刚性侧壁，所述处理装置与所述主控制装置连接，所述鼓风机用于抽取空气，所述刚性侧壁用于封装所述鼓风机抽取的空气并限制空气逸出，所述刚性侧壁分为若干个伸缩式侧壁模块，所述伸缩式侧壁模块与所述主控制装置相连，所述主控制装置用于控制所述伸缩式侧壁模块的伸缩，所述伸缩式侧壁模块包括压气装置、副控制装置、内封孔以及气压管，所述压气装置与所述主控制装置相连，所述内封孔与所述副控制装置以及所述气压管相连，所述伸缩式侧壁模块用于封装在伸缩式侧壁模块中的空气并限制所述空气逸出，所述压气装置用于将所述鼓风机抽取的空气流压缩并压入船底，所述处理装置控制所述压气装置的压力以调节所述伸缩式侧壁模块内的空气压强，所述副控制装置用于控制所述内封孔的开闭，所述内封孔以及气压管用于将所述伸缩式侧壁模块中的空气排出。

作为本发明的一种优选方式，所述伸缩式侧壁模块的模块壁向所述气垫船船尾倾斜，所述主控制装置根据风浪控制所述伸缩式侧壁模块的伸缩。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括信息分析装置，所述信息分析装置与所述处理装置连接，所述信息分析装置利用3S系统对波浪进行感测并将感测信息发送至所述处理装置，所述处理装置根据所述感测信息对所述主控制装置发送控制指令，所述主控制装置控制所述伸缩式侧壁模块进行调整。

作为本发明的一种优选方式，所述气压管还用于排水。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括外封孔以及压强调控装置，所述外封孔用于从外部封闭所述气压管，所述压强调控装置用于调控所述气压管内气压，所述外封孔以及压强调控装置用于辅助排水。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括重心偏移装置，所述重心偏移装置包括驱动电机以及质量块，所述驱动电机分别与所述质量块以及所述主控制装置连接，所述处理装置根据所述气垫船判断质量块偏移位置，并发送驱动指令至所述主控制装置，所述主控制装置根据所述驱动指令驱动所述驱动电机，所述驱动电机控制所述质量块偏移，调整所述气垫船的重心位置。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括可伸缩侧翼，所述可伸缩侧翼与所述驱动电机相连，所述可伸缩侧翼用于对气垫船进行横向辅助维稳。

作为本发明的一种优选方式，所述质量块以及所述可伸缩侧翼还用于对所述气垫船进行辅助复原，所述辅助复原为将所述气垫船恢复至水平航行的状态。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括语音警示装置，所述语音警示装置与所述处理装置相连，所述处理装置还用于根据3S系统对波浪的感测对既定航线上可能遇到的波浪情况进行预估，并根据预估情况向所述语音警示装置发送警示指令，所述语音警示装置发出语音警示。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置还用于针对既定航线上可能遇到的情况，根据3S系统对波浪的感测以及所述气垫船的平均航行速度规划新的航行路线。

本发明实现以下有益效果：

1.针对船只在海上遇到浪涛的这种传统问题，本发明气垫船通过调节气垫以符合浪涛，增加气垫船的稳定性。

2.根据气垫船倾覆的角度进行重心的调控，增大气垫船的稳性。

3.本发明的气垫船能根据3S系统的测量对航线进行改变，使气垫船能在平静的航线上航行。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明气垫船侧视图；

图2为本发明系统框架图；

图3为本发明气垫船俯视图；

图4为本发明排水压气管示意图；

图5为本发明质量块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

一种自动调控气垫的气垫船，包括：鼓风机1、处理装置2、主控制装置3、刚性侧壁4，所述处理装置2与所述主控制装置3连接，所述鼓风机1用于抽取空气，所述刚性侧壁4用于封装所述鼓风机1抽取的空气并限制空气逸出，所述刚性侧壁4分为若干个伸缩式侧壁模块5，所述伸缩式侧壁模块5与所述主控制装置3相连，所述主控制装置3用于控制所述伸缩式侧壁模块5的伸缩，所述伸缩式侧壁模块5包括压气装置、副控制装置7、内封孔8以及气压管9，所述压气装置与所述主控制装置3相连，所述内封孔8与所述副控制装置7以及所述气压管9相连，所述伸缩式侧壁模块5用于封装在伸缩式侧壁模块5中的空气并限制所述空气逸出，所述压气装置用于将所述鼓风机1抽取的空气流压缩并压入船底，所述处理装置2控制所述压气装置的压力以调节所述伸缩式侧壁模块5内的空气压强，所述副控制装置7用于控制所述内封孔8的开闭，所述内封孔8以及气压管9用于将所述伸缩式侧壁模块5中的空气排出。

作为本发明的一种优选方式，所述伸缩式侧壁模块5的模块壁向所述气垫船船尾倾斜，所述主控制装置3根据风浪控制所述伸缩式侧壁模块5的伸缩。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括信息分析装置10，所述信息分析装置10与所述处理装置2连接，所述信息分析装置10利用3S系统对波浪进行感测并将感测信息发送至所述处理装置2，所述处理装置2根据所述感测信息对所述主控制装置3发送控制指令，所述主控制装置3控制所述伸缩式侧壁模块5进行调整。

作为本发明的一种优选方式，所述气压管9还用于排水。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括外封孔11以及压强调控装置12，所述外封孔11用于从外部封闭所述气压管9，所述压强调控装置12用于调控所述气压管9内气压，所述外封孔11以及压强调控装置12用于辅助排水。

在具体实施过程中，所述3S系统连接有显示器，所述显示器用于显示3S系统测算的海面的状态，便于船员能够直观的了解前方航线上可能遇到的情况。所述信息分析装置10将所述3S系统的测算结果进行系统的数据化处理，并将实时数据传输至所述处理装置2中，所述处理装置2根据实时数据中气垫船与波浪位置进行判断，若判断出气垫船与波浪遭遇，则根据所述实时数据中波浪的来向对所述主控制装置3发送控制指令，所述控制指令是一种持续的指令，当气垫船迎向波浪时，所述主控制装置3控制迎向波浪的伸缩式侧壁模块5收缩并同时控制所述压气装置减小对所述鼓风机1抽取的空气的压缩，使得所述伸缩式侧壁模块5中的气压减小，这样可以使得气垫“变薄”，以便切合在当前伸缩式侧壁模块5下波浪的高度，达到气垫船的平衡稳定；当浪高达到所述伸缩式侧壁模块5的高度，即将气垫变薄无法满足气垫船平衡的需求时，所述副控制装置7将所述内封孔8打开，所述压强调控装置12调整所述气压管9内部的气压降低，此时，在当前的伸缩式侧壁模块5中的水便于从气压管9排出，以便在波浪高度高于伸缩式侧壁模块5时防止波浪对封闭的船底作用太大，从而增加气垫船倾覆的概率，起到缓冲、维稳的作用。

当波浪过去时，需要重新展开气垫，因此所述副控制装置7控制所述外封孔11关闭，所述压强调控装置12加大所述气压管9内的气压，将残留在所述气压管9中的水从所述内封孔8中排出；在排水1s之后，所述副控制装置7控制所述外封孔11打开便于控制所述内封孔8关闭，并且，所述主控制装置3控制所述伸缩式侧壁模块5伸长回到初始状态，所述初始状态为气垫船水平平稳航行时所述伸缩式侧壁模块所处的位置；当所述内封8孔关闭时所述处理装置2向所述主控制装置3发出压气指令，所述主控制装置3控制所述压气装置将所述鼓风机1抽取的空气压缩至所述伸缩式侧壁模块5中。

实施例二：

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括重心偏移装置13，所述重心偏移装置13包括驱动电机14以及质量块15，所述驱动电机14分别与所述质量块15以及所述主控制装置3连接，所述处理装置2根据所述气垫船判断质量块15偏移位置，并发送驱动指令至所述主控制装置3，所述主控制装置3根据所述驱动指令驱动所述驱动电机14，所述驱动电机14控制所述质量块15偏移，调整所述气垫船的重心位置。

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括可伸缩侧翼16，所述可伸缩侧翼16与所述驱动电机14相连，所述可伸缩侧翼16用于对气垫船进行横向辅助维稳。

作为本发明的一种优选方式，所述质量块15以及所述可伸缩侧翼16还用于对所述气垫船进行辅助复原，所述辅助复原为将所述气垫船恢复至水平航行的状态。

在具体实施过程中，由于无法做到完全平衡，气垫船无法一直做到平稳，因此需要维稳。当所述气垫船发生倾斜时，所述处理装置2对倾斜方向做出判断，并根据判断情况发出指令，例如，当所述处理装置2判断船体向左侧倾斜时，所述处理装置2针对向左侧倾斜的现状，向所述主控制装置3发出驱动指令，所述驱动电机14根据驱动指令将所述质量块推向船体的右侧，从而将气垫船的重心调整到右侧，使得气垫船不易倾覆。同时，所述处理装置2发送的驱动指令中还包括对可伸缩侧翼16的调整指令，所述驱动电机根据指令控制船体右侧可伸缩侧翼16伸长，所述可伸缩侧翼16重心向外移动，根据杠杆原理，作为阻力臂的可伸缩侧翼16伸长后阻力矩变大，这样可以减少被波浪倾覆的危险。

进一步的，当所述处理装置2判断出气垫船与波浪接触的方位时，例如左侧，所述处理装置2提前针对波浪使气垫船倾斜的可能性对所述气垫船进行调整，所述处理装置2发出调整指令，所述主控制装置3根据调整指令控制所述驱动电机14将所述质量块15调整至气垫船左半部分，并控制位于气垫船左侧的可伸缩侧翼16伸长，两者同时达到增大阻力矩的作用，减少波浪对气垫船倾覆的影响。

当波浪对气垫船的外力消失之后，由于伴随着船体的倾斜以及对质量块15以及可伸缩侧翼16的调整，所述气垫船的重心偏向收到波浪影响的一侧，因此，在波浪的影响消失之后所述气垫船可以比较方便的复原。当所述处理装置2判断船体回到水平情况时，所述处理装置2向所述主控制装置3发出复原指令，所述主控制装置3根据复原指令驱动所述驱动电机14将所述质量块15推回气垫船中部位置，同时控制所述可伸缩侧翼16缩回，从而辅助气垫船恢复至水平航行的状态。

实施例三：

作为本发明的一种优选方式，所述气垫船还包括语音警示装置17，所述语音警示装置17与所述处理装置2相连，所述处理装置2还用于根据3S系统对波浪的感测对既定航线上可能遇到的波浪情况进行预估，并根据预估情况向所述语音警示装置17发送警示指令，所述语音警示装置17发出语音警示。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置2还用于针对既定航线上可能遇到的情况，根据3S系统对波浪的感测以及所述气垫船的平均航行速度规划新的航行路线。

在具体实施过程中，所述3S系统将水面上的情况，例如波浪、波浪的速度、风向、风速等信息测量完毕后，发送至所述信息分析装置10，所述信息分析装置10将所述信息整合并显示在显示器上，所述信息整合为雷达地图，所述信息分析装置10将所述整合完成的雷达地图发送至所述处理装置2中，所述处理装置2将所述雷达地图带有的信息进行数据化处理，并根据数据进行模拟计算，计算一定时间内随着气垫船航行气垫船将遇到的情况，并根据在某一时间点上，所述气垫船航行路线上是否有波浪，若有，则向所述语音警示装置17发送警示指令，所述语音警示装置17发出语音警示。

进一步的，所述处理装置2根据模拟计算得出的结论，根据某一时间节点上航道上的情况以及将来一段时间内航道上的情况以及航道周围的情况做出判断，选择没有大风及波浪的安稳的区域规划一条安稳的航道。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动调控气垫的气垫船，包括：鼓风机、处理装置、主控制装置、刚性侧壁，所述处理装置与所述主控制装置连接，所述鼓风机用于抽取空气，所述刚性侧壁用于封装所述鼓风机抽取的空气并限制空气逸出，其特征在于：所述刚性侧壁分为若干个伸缩式侧壁模块，所述伸缩式侧壁模块与所述主控制装置相连，所述主控制装置用于控制所述伸缩式侧壁模块的伸缩，所述伸缩式侧壁模块包括压气装置、副控制装置、内封孔以及气压管，所述压气装置与所述主控制装置相连，所述内封孔与所述副控制装置以及所述气压管相连，所述伸缩式侧壁模块用于封装在伸缩式侧壁模块中的空气并限制所述空气逸出，所述压气装置用于将所述鼓风机抽取的空气流压缩并压入船底，所述处理装置控制所述压气装置的压力以调节所述伸缩式侧壁模块内的空气压强，所述副控制装置用于控制所述内封孔的开闭，所述内封孔以及气压管用于将所述伸缩式侧壁模块中的空气排出。

2.根据权利要求1所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：所述伸缩式侧壁模块的模块壁向所述气垫船船尾倾斜，所述主控制装置根据风浪控制所述伸缩式侧壁模块的伸缩。

3.根据权利要求2所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：还包括信息分析装置，所述信息分析装置与所述处理装置连接，所述信息分析装置利用3S系统对波浪进行感测并将感测信息发送至所述处理装置，所述处理装置根据所述感测信息对所述主控制装置发送控制指令，所述主控制装置控制所述伸缩式侧壁模块进行调整。

4.根据权利要求1所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：所述气压管还用于排水。

5.根据权利要求4所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：还包括外封孔以及压强调控装置，所述外封孔用于从外部封闭所述气压管，所述压强调控装置用于调控所述气压管内气压，所述外封孔以及压强调控装置用于辅助排水。

6.根据权利要求1所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：还包括重心偏移装置，所述重心偏移装置包括驱动电机以及质量块，所述驱动电机分别与所述质量块以及所述主控制装置连接，所述处理装置根据所述气垫船判断质量块偏移位置，并发送驱动指令至所述主控制装置，所述主控制装置根据所述驱动指令驱动所述驱动电机，所述驱动电机控制所述质量块偏移，调整所述气垫船的重心位置。

7.根据权利要求6所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：还包括可伸缩侧翼，所述可伸缩侧翼与所述驱动电机相连，所述可伸缩侧翼用于对气垫船进行横向辅助维稳。

8.根据权利要求7所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：所述质量块以及所述可伸缩侧翼还用于对所述气垫船进行辅助复原，所述辅助复原为将所述气垫船恢复至水平航行的状态。

9.根据权利要求1所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：还包括语音警示装置，所述语音警示装置与所述处理装置相连，所述处理装置还用于根据3S系统对波浪的感测对既定航线上可能遇到的波浪情况进行预估，并根据预估情况向所述语音警示装置发送警示指令，所述语音警示装置发出语音警示。

10.根据权利要求9所述的一种自动调控气垫的气垫船，其特征在于：所述处理装置还用于针对既定航线上可能遇到的情况，根据3S系统对波浪的感测以及所述气垫船的平均航行速度规划新的航行路线。