CN109080767A - 一种用于吊舱推进船的转舵试验装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于吊舱推进船的转舵试验装置及其安装方法，属于船舶测量的技术领域。一种用于吊舱推进船的转舵试验装置包括驱动支座、转舵驱动结构、推进驱动结构以及控制装置；本发明通过将驱动支座以及转舵驱动结构、推进驱动结构的大部分结构均设置在船体尾部的上部甲板上，避免了在空间狭小的吊舱包内设置推进结构的缺陷，安装方便，更易加工，使得方案更易实现，解决了小尺度吊舱推进船模转舵和推进难以实现的问题，还避免了吊舱包内的重量过重而造成船模重心和惯性调节的问题，消除了过多的影响因素，提高试验的准确性和可靠性，提升了船模的水动力试验技术水平，并且提供了对上述试验装置的安装方法，可实现快速拆装，提高试验效率。

Description

一种用于吊舱推进船的转舵试验装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及船舶测量的技术领域，具体是涉及一种用于吊舱推进船的转舵试验装置及其安装方法。

背景技术

船舶制造为保证船舶性能，常常需要进行船模的耐波性以及操纵性测试。由于需要考虑试验安全，进行试验的船模一般较小，在进行桨、舵组合推进的船模试验中，舵和桨都是独立安装以及独立控制，试验过程简单且易于控制。但是，对于吊舱推进船而言，小的船模的吊舱太小，由于吊舱兼顾舵和推进两种功能，需要在吊舱包内同时实现吊舱包和螺旋桨的联合控制，实现难度较大。目前，传统的做法是在吊舱包内安装电机、齿轮和转轴等转舵装置，并通过电机带动螺旋桨转动，传动装置也只能由竖直方向转向水平方向来推动船舶前行。此时，在空间极小的吊舱包内还需安装斜齿轮转向装置，会造成整个结构的拥挤，不仅不便于安装，造成了较大的加工难度，还易造成因吊舱包内的转舵、推进装置的重量重而影响船模的重心和惯性调节，影响试验效果。因此，现有的吊舱推进船模的转舵试验装置实现困难，结构太过紧凑，且影响试验的因素较多，不利于试验甚至试验难以实现。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种用于吊舱推进船的转舵试验装置及其安装方法，以将试验装置的整体结构设置于船体的尾部上，转舵以及带动螺旋桨的两个电机安装于吊舱包之外，由转动套管驱动吊舱包实现转舵，并通过转动套管内的转轴带动吊舱包内的斜齿轮结构动作从而带动螺旋桨转动实现推动，既避免了在空间狭小的吊舱包内设置过多的结构，结构简单且布置合理，制作方便，从而降低了加工难度，更容易实现，又可避免吊舱包内的重量过重而造成船模重心和惯性调节的问题，提高了试验的效果，避免了过多的影响因素。

具体技术方案如下：

一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，用于船舶操纵性和耐波性试验的测量，船舶的船体的尾部的底部设置有吊舱包，吊舱包上设置有螺旋桨，具有这样的特征，包括：驱动支座、转舵驱动结构、推进驱动结构以及控制装置，其中，

船体的尾部沿垂直于海平面的方向开设有一安装套管孔，安装套管孔贯穿船体；

驱动支座设置于船体的尾部的甲板上且位于安装套管孔的上方，驱动支座设置有内空；

转舵驱动结构包括转舵驱动装置、丝杆、齿轮以及转动套管，齿轮设置于驱动支座的内空中且位于安装套管孔的正上方，齿轮的中心的下部且位于其轴向上连接有转动套管，转动套管插设于安装套管孔内并延伸至船体底部与吊舱包连接，转舵驱动装置水平设置于驱动支座的侧面，且转舵驱动装置的驱动轴上沿其轴向连接有丝杆，同时丝杆与齿轮啮合；

推进驱动结构包括推进驱动装置、第一转轴以及第二转轴，推进驱动装置竖直设置于驱动支座的顶部，第一转轴插设于转动套管内，第一转轴的上端与推进驱动装置的驱动轴连接，下端伸入吊舱包内，第二转轴水平设置于吊舱包内且一端与螺旋桨连接，另一端与第一转轴的下端通过斜齿轮结构连接；

控制装置设置于船体上且电连接于转舵驱动装置和推进驱动装置上。

上述的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，其中，驱动支座的中纵剖面与船体的中纵剖面重合。

上述的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，其中，转舵驱动装置的驱动轴和丝杆之间为法兰连接，且丝杆水平固定于驱动支架的内空中并可绕其轴线自由转动。

上述的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，其中，推进驱动装置的驱动轴和第一转轴之间为法兰连接。

上述的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，其中，第一转轴的上端穿过齿轮的中心并向上延伸后与推进驱动装置的驱动轴连接。

上述的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，其中，齿轮、安装套管孔、转动套管以及第一转轴同轴设置。

上述的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，其中，转舵驱动装置和推进驱动装置均为电机。

一种安装方法，用于安装上述各项所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，包括以下几个步骤：

步骤S1，将驱动支座安装于船体的尾部的甲板上，且确保安装表面光滑、水平；

步骤S2，将齿轮、丝杆安装于驱动支座的内空内并相互啮合，同时，将转舵驱动装置和推进驱动装置安装于驱动支座上，并将转舵驱动装置的驱动轴和丝杆连接；

步骤S3，将转动套管插设于安装套管孔内，并将转动套管的上端与齿轮连接，下端与吊舱包连接，同时，将第二转轴固定于吊舱包上并将螺旋桨与第二转轴连接；

步骤S4，将第一转轴插设于转动套管孔内，并将第一转轴的上端与推进驱动装置的驱动轴连接，下端伸入吊舱包内与第二转轴通过斜齿轮结构连接；

步骤S5，将转舵驱动装置和推进驱动装置电连接于控制装置上。

上述技术方案的积极效果是：

上述的用于吊舱推进船的转舵试验装置及其安装方法，通过转舵驱动结构和推进驱动结构的大部分结构设置于船体的尾部的甲板上，将转舵以及带动螺旋桨的两个电机安装于吊舱包之外，避免了在空间狭小的吊舱包内设置过多结构，使结构布置合理，安装方便，加工难度更低，使得方案更易实现，解决了小尺度吊舱推进船模转舵和推进难以实现的问题，同时，也可避免吊舱包内的重量过重而造成船模重心和惯性调节的问题，避免了过多的影响因素影响试验效果，提高试验的准确性和可靠性，有利于提高船舶的水动力试验技术水平，并且提供了安装方法，可快速实现拆装，提高试验效率。

附图说明

图1为本发明的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置的实施例的结构图。

附图中：1、船体；11、安装套管孔；2、驱动支架；3、吊舱包；4、螺旋桨；5、转舵驱动结构；51、转舵驱动装置；52、丝杆；53、齿轮；54、转动套管；6、推进驱动结构；61、推进驱动装置；62、第一转轴；63、第二转轴；64、斜齿轮结构；7、法兰。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。

图1为本发明的一种用于吊舱推进船的转舵试验装置的实施例的结构图。如图1所示，本实施例提供的用于吊舱推进船的转舵试验装置用于船舶操纵性和耐波性试验的测量，且船舶为吊舱推进船船模，船舶的船体1的尾部的底部设置有吊舱包3，吊舱包3上设置有螺旋桨4。其中，用于吊舱推进船的转舵试验装置包括：驱动支座、转舵驱动结构5、推进驱动结构6以及控制装置。

具体的，吊舱推进船船模的船体1的尾部沿垂直于海平面的方向开设有一安装套管孔11，安装套管孔11贯穿船体1，使得安装套管孔11能连通船体1的上部的甲板和船底的吊舱包3，为后续的结构布置提供结构基础。

具体的，驱动支座固定设置于船体1的尾部的甲板上且位于安装套管孔11的上方，驱动支座设置有内空，保证了驱动支座内也能设置驱动部件，结构利用更合理，同时，驱动支座的中纵剖面与船体1的中纵剖面重合，更符合船舶转舵和推进的力学布置，同时，也能保证结构的受力均匀。

更加具体的，转舵驱动结构5包括转舵驱动装置51、丝杆52、齿轮53以及转动套管54，齿轮53设置于驱动支座的内空中且位于安装套管孔11的正上方，齿轮53的中心的下部且位于其轴向上连接有转动套管54，并且转动套管54插设于安装套管孔11内并延伸至船体1底部与吊舱包3连接，实现了齿轮53可带动转动套管54在安装套管孔11内的转动，进而带动吊舱包3转动，从而实现转舵，并且转舵驱动装置51水平设置于驱动支座的侧面，且转舵驱动装置51的驱动轴上沿其轴向连接有丝杆52，同时丝杆52与齿轮53啮合，从而实现了通过转舵驱动装置51的转动带动齿轮53转动，进而带动齿轮53、转动套管54以及吊舱包3的转动，从而实现转舵操作，结构合理，且将转舵驱动结构5的大部分结构设置于船体1的尾部的上部甲板上，避免了在空间狭小的吊舱包3内设置转舵结构的缺陷，安装方便，更易加工，使得方案更易实现，解决了小尺度吊舱推进船模转舵难以实现的问题，还避免了吊舱包3内的重量过重而造成船模重心和惯性调节的问题，排除更多的影响因素，提高试验的准确性和可靠性，有利于提高船舶的水动力试验技术水平。

更加具体的，推进驱动结构6包括推进驱动装置61、第一转轴62以及第二转轴63，推进驱动装置61竖直设置于驱动支座的顶部，第一转轴62插设于转动套管54内，第一转轴62的上端与推进驱动装置61的驱动轴连接，此时，第一转轴62的上端穿过齿轮53的中心并向上延伸后与推进驱动装置61的驱动轴连接，下端伸入吊舱包3内，同时，第二转轴63水平设置于吊舱包3内且一端与螺旋桨4连接，另一端与第一转轴62的下端通过斜齿轮结构64连接，保证了通过推进驱动装置61驱动第一转轴62转动，再通过第一转轴62带动斜齿轮结构64转动，从而带动第二转轴63转动，使得螺旋桨4转动，实现对船舶的推进。由于推进驱动结构6的大部分结构设置于船体1的尾部的上部甲板上，同样避免了在空间狭小的吊舱包3内设置推进结构的缺陷，安装方便，更易加工，使得方案更易实现，解决了小尺度吊舱推进船模推进难以实现的问题，还避免了吊舱包3内的重量过重而造成船模重心和惯性调节的问题，消除了过多的影响因素，提高试验的准确性和可靠性，更有利于船舶的水动力试验技术水平的提升。

更加具体的，船体1上还设置有控制装置，控制装置电连接于转舵驱动装置51和推进驱动装置61上，可通过控制装置控制转舵驱动装置51和推进驱动装置61的转动，从而控制吊舱的转角和螺旋桨4的转速，从而控制船舶的方向和速度。

作为优选的实施方式，转舵驱动装置51的驱动轴和丝杆52之间为法兰7连接，且丝杆52水平固定于驱动支架2的内空中并可绕其轴线自由转动；推进驱动装置61的驱动轴和第一转轴62之间为法兰7连接，实现了驱动装置和相应结构的快速连接，且连接结构为可拆卸结构，为安装、后期的维护和维修提供了方便。

作为优选的实施方式，齿轮53、安装套管孔11、转动套管54以及第一转轴62同轴设置，提高了结构受力的均匀性，而且提高了结构的稳定性，从而保证了船舶的性能。

作为优选的实施方式，转舵驱动装置51和推进驱动装置61均为电机，控制方便，且技术成熟，稳定性更高。

本方案还提供了一种用于吊舱推进船的转舵试验装置的安装方法，具体包括以下几个步骤：

步骤S1，将驱动支座安装于船体1的尾部的甲板上，且确保安装表面光滑、水平；

步骤S2，将齿轮53、丝杆52安装于驱动支座的内空内并相互啮合，同时，将转舵驱动装置51和推进驱动装置61安装于驱动支座上，并将转舵驱动装置51的驱动轴和丝杆52连接；

步骤S3，将转动套管54插设于安装套管孔11内，并将转动套管54的上端与齿轮53连接，下端与吊舱包3连接，同时，将第二转轴63固定于吊舱包3上并将螺旋桨4与第二转轴63连接；

步骤S4，将第一转轴62插设于转动套管54孔内，并将第一转轴62的上端与推进驱动装置61的驱动轴连接，下端伸入吊舱包3内与第二转轴63通过斜齿轮结构64连接；

步骤S5，将转舵驱动装置51和推进驱动装置61电连接于控制装置上。

本实施例提供的用于吊舱推进船的转舵试验装置及其安装方法，试验装置包括驱动支座、转舵驱动结构5、推进驱动结构6以及控制装置；通过将驱动支座以及转舵驱动结构5、推进驱动结构6的大部分结构均设置在船体1尾部的上部甲板上，避免了在空间狭小的吊舱包3内设置推进结构的缺陷，安装方便，更易加工，使得方案更易实现，解决了小尺度吊舱推进船模转舵和推进难以实现的问题，还避免了吊舱包3内的重量过重而造成船模重心和惯性调节的问题，消除了过多的影响因素，提高试验的准确性和可靠性，提升了船模的水动力试验技术水平，并且提供了对上述的试验装置的安装方法，可实现快速拆装，提高试验效率。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于吊舱推进船的转舵试验装置，用于船舶操纵性和耐波性试验的测量，所述船舶的船体的尾部的底部设置有吊舱包，所述吊舱包上设置有螺旋桨，其特征在于，包括：驱动支座、转舵驱动结构、推进驱动结构以及控制装置，其中，

所述船体的尾部沿垂直于海平面的方向开设有一安装套管孔，所述安装套管孔贯穿所述船体；

所述驱动支座设置于所述船体的尾部的甲板上且位于所述安装套管孔的上方，所述驱动支座设置有内空；

所述转舵驱动结构包括转舵驱动装置、丝杆、齿轮以及转动套管，所述齿轮设置于所述驱动支座的内空中且位于所述安装套管孔的正上方，所述齿轮的中心的下部且位于其轴向上连接有所述转动套管，所述转动套管插设于所述安装套管孔内并延伸至所述船体底部与所述吊舱包连接，所述转舵驱动装置水平设置于所述驱动支座的侧面，且所述转舵驱动装置的驱动轴上沿其轴向连接有所述丝杆，同时所述丝杆与所述齿轮啮合；

所述推进驱动结构包括推进驱动装置、第一转轴以及第二转轴，所述推进驱动装置竖直设置于所述驱动支座的顶部，所述第一转轴插设于所述转动套管内，所述第一转轴的上端与所述推进驱动装置的驱动轴连接，下端伸入所述吊舱包内，所述第二转轴水平设置于所述吊舱包内且一端与所述螺旋桨连接，另一端与所述第一转轴的下端通过斜齿轮结构连接；

所述控制装置设置于所述船体上且电连接于所述转舵驱动装置和所述推进驱动装置上。

2.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，其特征在于，所述驱动支座的中纵剖面与所述船体的中纵剖面重合。

3.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，其特征在于，所述转舵驱动装置的驱动轴和所述丝杆之间为法兰连接，且所述丝杆水平固定于所述驱动支架的内空中并可绕其轴线自由转动。

4.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，其特征在于，所述推进驱动装置的驱动轴和所述第一转轴之间为法兰连接。

5.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，其特征在于，所述第一转轴的上端穿过所述齿轮的中心并向上延伸后与所述推进驱动装置的驱动轴连接。

6.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，其特征在于，所述齿轮、所述安装套管孔、所述转动套管以及所述第一转轴同轴设置。

7.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，其特征在于，所述转舵驱动装置和所述推进驱动装置均为电机。

8.一种安装方法，用于安装权利要求1～7任意一项所述的用于吊舱推进船的转舵试验装置，包括以下几个步骤：

步骤S1，将所述驱动支座安装于所述船体的尾部的甲板上，且确保安装表面光滑、水平；

步骤S2，将所述齿轮、所述丝杆安装于所述驱动支座的内空内并相互啮合，同时，将所述转舵驱动装置和所述推进驱动装置安装于所述驱动支座上，并将所述转舵驱动装置的驱动轴和所述丝杆连接；

步骤S3，将所述转动套管插设于所述安装套管孔内，并将所述转动套管的上端与所述齿轮连接，下端与所述吊舱包连接，同时，将所述第二转轴固定于所述吊舱包上并将所述螺旋桨与所述第二转轴连接；

步骤S4，将所述第一转轴插设于所述转动套管孔内，并将所述第一转轴的上端与所述推进驱动装置的驱动轴连接，下端伸入所述吊舱包内与所述第二转轴通过所述斜齿轮结构连接；

步骤S5，将所述转舵驱动装置和所述推进驱动装置电连接于所述控制装置上。