CN110753657A - 可伸缩翼机构 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于水上船只的可伸缩翼机构(10)，所述可伸缩翼机构包括：翼(16,17)，其布置成当处于收缩位置时基本平行于第一轴线(12)延伸；旋转轴线(36)，所述翼(16,17)能够围绕所述旋转轴线旋转；装置，其使作用力(F)沿平行于所述第一轴线(12)的第一方向作用在所述翼(16,17)上，以在使用时使所述翼(16,17)和所述旋转轴线(36)在所述第一方向上移动；以及力矩产生装置，其配置成使得在使用时所述翼(16,17)上的所述作用力(F)产生力矩，所述力矩使所述翼(16,17)围绕所述旋转轴线(36)旋转，同时所述旋转轴线(36)沿所述第一方向移动。

Description

可伸缩翼机构

技术领域

本发明涉及一种用于水上船只(诸如船舶或船)的可伸缩翼机构。

背景技术

已知在吃水线以下使用一个或多个翼(也称为机翼或鳍板)来提高诸如船舶或船的水上船只的稳定性和效率性。当船只受到波浪作用时，翼通常会减少由波浪引起的运动，诸如俯仰和翻滚。翼通常还将提供向前推进动力，从而提高燃料消耗效率并提高船只速度。

当不需要使用翼时，例如在平静的水中，已知的是将翼缩回到水上船只的船体中。这减少了船只的阻力。为了最有效地产生推力并减小俯仰运动，理想情况下，应将翼尽可能靠前地安装在水上船只上。通常，船体的船首和前端相对较窄，因此在船体的此部分中可用于存放可伸缩翼的空间相对较小。

以往，许多将翼附接到船体的方法使用了支柱，该支柱从船体向下延伸并且翼附接到支柱。GB 1179881 A中示出了这种情况的示例。此类支柱可能会对船只的操纵能力产生不利影响，因此优选的是完全避免使用支柱。

FR 2563177公开了一种用于船只的船体的可伸缩翼机构。在此系统中，将翼缩回，以基本上竖直的取向完全存放在船体内。通过在引导杆上施加竖直力以向下推动翼，使翼通过船体底部的孔口展开。一旦翼完全下降到船体外部，它们就会通过设在翼和引导杆上的齿轮机构旋转，从而使得翼在完全展开的状态下在船只下基本水平延伸。在这种布置中，翼仅可能通过船只的中心线上的孔口展开，使得它们在展开时从船体下方的点延伸并且从中心线向外延伸。

本发明寻求提供一种可伸缩翼机构，该可伸缩翼机构可以设置在水上船只的前端，并且当处于展开状态时，该可伸缩翼机构允许翼以任何期望的高度从船体的侧面向外延伸。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种可伸缩翼机构，可伸缩翼机构包括：翼，其布置成当处于收缩位置时基本平行于第一轴线延伸；以及旋转轴线，其中翼可以围绕旋转轴线旋转；装置，其使作用力沿平行于第一轴线的第一方向作用在翼上，以在使用时使翼和旋转轴线在第一方向上移动；以及力矩产生装置，其配置成使得在使用时翼上的作用力产生力矩，该力矩使翼围绕旋转轴线旋转，同时旋转轴线沿第一方向移动。在一个实施例中，当处于缩回位置时，翼相对于第一轴线的方向的角度可以在0°至45°的范围内，因此术语“基本平行”旨在涵盖该范围。在更优选的实施例中，当处于缩回位置时，翼相对于第一轴线的方向的角度可以在0°至30°的范围内。在又一个优选的实施例中，当处于缩回位置时，翼相对于第一轴线的方向的角度可以在4°至15°的范围内。

应当理解，可以通过多个替代机构来使翼绕旋转轴线旋转。在一个优选的实施例中，旋转轴线联接到翼。可以设想用于使力沿第一方向作用在翼上的多个替代装置。装置可以包括电致动器和/或机械致动器。例如，可以使用旋转螺杆机构或线性致动器，例如撞击装置。在一个优选的实施例中，装置包括用于在重力作用下将翼向下拉动的翼的重量以及用于控制向下拉动的装置。优选地，用于控制向下拉动的装置包括液压绞盘。在另一个优选实施例中，用于使力作用在翼上的装置包括用于沿第一方向推动翼的液压致动器或电动静液压致动器。

可伸缩翼机构可以具有多种不同用途，诸如在航空领域。在优选的实施例中，机构旨在用于水上船只，诸如船舶或船。在此类实施例中，第一轴线可以是竖直轴线。如下所述，机构可以包括两个翼。当处于缩回位置时，翼可以适配成在船只的船体内完全延伸。通过将翼基本竖直地存放在船体内，提供了一种相对较窄的机构。这样做的优点在于，它可以安装在朝向船只的船首的位置处，其中那里通常仅具有有限的可用空间。然而，将理解的是，翼机构可以安装在船体的任何位置处，例如，船只的船尾或船中。翼还可以适配成在展开时延伸到船只的外部，并且优选在完全展开时(例如，处于展开位置)与竖直轴线成成5°或更大的角度。更优选地，当处于展开位置时，翼可以适配成以与竖直轴线成45°或更大的角度延伸。用于使力作用在翼上的装置和力矩产生装置可以配置成使翼从缩回位置旋转到展开位置，使得当翼处于展开位置时翼相对于第一轴线的方向的角度将大于当翼处于缩回位置时翼相对于第一轴线的方向的角度。

在一个实施例中，力矩产生装置包括一种用于在从旋转轴移除的点处将作用力施加到翼的装置。

更优选地，翼或每个翼的根部具有弯曲表面，弯曲表面配置成与装置接触，以随着翼的旋转而在距旋转轴线的不同距离处施加作用力。

在一个优选的实施例中，旋转轴线位于第一轴线上。

应当理解，力矩产生装置可以采取多种形式。在一个优选的实施例中，力矩产生装置包括连杆，更优选地，包括剪式连杆。在本实施例中，连杆的形状将确定翼所旋转的速率。

在替代的优选实施例中，力矩产生装置包括用于与定位构件接合的引导构件，该定位构件联接到翼。当翼沿第一方向(向前和/或向后)移动时，定位构件可以布置成沿着引导构件行进。这提供了控制在使用中的翼的运动的稳定方式。在本实施例中，引导构件将限制由于作用力引起的定位构件的运动。当引导构件相对于第一轴线成一定角度延伸时，优选地，这将在定位构件处产生反作用力。因此，引导构件相对于第一轴线的角度越大，反作用力将越大。旋转力矩将取决于反作用力，并且取决于定位构件与通过旋转轴线的线的偏移，旋转轴线平行于反作用力延伸。因此，引导构件可以配置成在翼上提供期望的旋转力矩。在一个优选的实施例中，引导构件相对于第一轴线成一定角度延伸，使得在使用时，该力在定位构件处产生沿垂直于引导构件的角度的线而起作用的反作用力，并且力矩取决于反作用力的线与通过旋转轴线的平行线之间的距离。

在上述优选实施例中，当翼沿第一方向移动并且由于在翼上的作用力而旋转时，定位构件沿引导构件向前行进。当定位构件到达引导构件的端部时，其不能进一步向前移动并且被保持在引导构件的端部上。在此阶段，翼已经沿第一方向移动并旋转到尽可能远的位置，即翼处于展开位置。

可能期望始终有恒定的力矩作用在翼上。这可以通过如下方式实现：使引导构件相对于第一轴线以恒定角度延伸，使得旋转力矩不会显著变化，并且在翼沿着引导构件行进时，翼以稳定的速率旋转。然而，在将翼机构用于船只时，可能期望随时间改变施加在翼上的力矩，例如在翼下降并离开船只时增加翼的旋转速率。因此，优选地，其中引导构件相对于第一方向延伸的角度沿引导构件的范围而变化，以在定位构件沿着引导构件行进时控制翼的旋转速率。

在一个特别优选的实施例中，其中在船舶中使用可伸缩翼机构，期望翼在其下降离开船舶的船体时缓慢旋转，并且在其下降的最后阶段和/或翼完全下降后，期望翼然后更快地旋转到展开位置。因此，优选地，引导构件包括第一部分和第二部分，第一部分与第一轴线成第一角度延伸，以及第二部分与第一轴线成第二角度延伸超过第一部分，其中第二角度大于第一角度。在一个优选的实施例中，第一角度在0°至30°的范围内，以及第二角度在45°至90°的范围内。在替代的优选实施例中，引导构件包括相对于第一轴线成第一角度延伸的第一部分和延伸超过第一部分并朝着第一轴线延伸的第二部分。

更优选地，引导构件还包括在第一部分和第二部分之间延伸的弯曲部分，例如，使得引导构件的角度会平滑且逐渐变化。应当理解，第一部分和第二部分的角度可以沿引导构件的范围变化，并且当角度在上面给出的范围内时，将实现期望的效果。因此，在另外的优选实施例中，引导构件可以是笔直的或弯曲的或两者的组合。

应当理解，引导构件可以采取多种不同的形式，诸如轨道。例如，引导构件可以包括轨道，以及定位构件可以包括在轨道上可滑动或可旋转地移动的轮。定位构件可以采取符合引导构件布置的多个轴承或轮的形式。在一个优选的实施例中，引导构件包括槽，以及定位构件包括轴承。轮或轴承可以优选地在第一方向和/或第二方向上滑动和转动、在第一方向和/或第二方向上滑动或在第一方向和/或第二方向上转动，以在引导构件内行进。可以在轴承和槽之间提供基本上无摩擦的接触，并且这具有提高机构效率的优点。此外，可以从容纳机构的金属板上切出槽，并如此提供了一种经济高效的制造解决方案。

应当理解，翼所采用的路径及其中翼旋转速率可以根据其中使用可伸缩翼机构的船只船体的形状而变化。仅使用单个引导构件，可能很难以或不能实现翼在其整个行程范围内所需的旋转力矩。因此，优选地，力矩产生装置包括具有不同形状的多个引导构件，用于与联接到翼的多个相应的定位构件接合。由于多个引导构件具有不同的形状，所以它们配置成至少在多个引导构件的一部分范围内产生不同的力矩。此类实施例可以使得能够为翼设计无数个不同的行进路径。

当在水上船只中使用时，可伸缩翼机构在展开时和处于展开位置时都会遇到来自船只周围的水的巨大阻力。因此，期望提供一种机构，该机构能够抵抗这些力并确保翼以期望的方式进行受控运动。为了帮助实现这一点，附加地或替代地，期望在翼的任一侧上设置引导构件和定位构件。因此，翼优选地包括：尖端；根部；第一表面和第二表面，其在尖端和根部之间延伸；以及第一侧边缘和第二侧边缘，第一侧边缘和第二侧边缘在第一表面和第二表面的任一侧处接合第一表面和第二表面，并且优选地，其中与翼的第一侧边缘联接的第一定位构件与第一引导构件接合，以及与翼的第二侧边缘联接的第二定位构件与第二引导构件接合。

在一个优选实施例中，定位构件设置在翼的根部。然而，取决于引导构件的形状和位置，可以将定位构件设置在翼上的不同位置处。替代地，翼可以通过联接件附接到定位构件，使得定位构件不位于翼上。

为了进一步确保翼的受控运动，可以提供沿着第一轴线延伸的其它引导构件以与联接到翼的其它定位构件接合，使得其它定位构件可沿着其它引导构件移动。在一个优选的实施例中，其它定位构件在旋转轴线上居中，并且因此，轴线和翼在第一方向上的运动由其它引导构件限制在第一方向上。

应当理解，仅可以提供单个其它引导构件和其它定位构件。然而，在上述的优选实施例中，其中在翼的任一侧上设置引导构件以提高其稳定性，在翼的第一侧边缘附近设置有第一其它引导构件和第一其它定位构件，并且在翼的第二侧边缘附近设置有第二其它引导构件和第二其它定位构件。

如上所述，可以优选地提供具有不同形状的多个引导构件以及相应的定位构件以与多个引导构件接合。多个引导构件可以设置在翼上的单个位置处，诸如邻近翼的一个侧边缘。然而，在一个优选的实施例中，在翼的任一侧上设置具有不同形状的第一引导构件和第二引导构件。这样做的优点在于如上所述提高了稳定性，并且允许实现翼的期望的旋转，仅使用单一形状的引导构件实现该旋转是不可能的。因此，优选地，第一引导构件可以具有第一形状，并且第二引导构件可以具有第二形状，第二形状与第一形状不同，使得至少在所述第二引导构件的一部分范围内通过第一引导构件产生的力矩与通过第二引导构件产生的力矩不同。

可以设想，可伸缩翼机构可以仅包括单个翼。当在船舶上使用时，通常在船体的一个侧上设置此类机构，并且在其另一个侧上设置第二机构(例如，设置成使得与第一机构关于船体的中心线对称的相同机构)。当使用时，通常期望具有在船体的第一侧上从船体向外延伸的第一翼和在船体的另一侧上向外延伸的第二翼。使用单个机构来缩回和展开两个翼应该在船体中需要更少的存放空间，并且还更加节能。因此，优选地，机构包括两个翼。更优选地，两个翼布置成彼此沿相反的方向旋转。

如上所述，在一个优选的实施例中，将翼用在船舶或船上，并且优选地将翼设置在船舶或船的船首附近。船的此部分相对较窄，使得可用空间是有限的。因此，在一个优选的实施例中，旋转轴线是两个翼共用的。由于翼尽可能地靠近地放置，这将允许机构的设计相对节省空间。因此，优选地，两个翼共用旋转轴线，并且更优选地，该机构配置成使翼在使用时远离彼此地旋转。

当翼展开并用于在水中的船只时，由于其周围的水和波浪，翼通常将承受较大的力。因此，期望提供用于抵抗这些力而支撑展开的翼的装置。可以提供用于将翼锁定在展开位置的各种装置。在一个优选的实施例中，机构包括两个翼，并且翼的根部配置成当翼完全旋转(例如，处于展开位置)时彼此邻接。加上竖直向下作用在翼和旋转轴线上的力，这将锁定翼以抵抗来自周围的水的向上提升力。应当理解，“完全旋转”是指翼已经到达其最终展开位置，并且根据用于特定用途的可伸缩翼机构的设计，翼可以相对于第一轴线以任何角度旋转。

应当理解，展开的翼在水中运动时也将受到向下的力。为了加固展开的翼来抵抗这些力，引导构件可以配置成在展开位置(例如，在其完全旋转的状态)对翼施加高旋转力矩。这将用于抵抗作用成使翼在使用时朝向第一轴线(例如，朝向彼此)旋转回去的任何力。因此，优选地，引导构件配置成产生力矩以抵抗当翼处于展开位置时用于使翼朝向第一轴线旋转的力。

在一个优选的实施例中，一个或多个引导构件包括在引导构件的下部范围内相对于第一(例如，竖直)轴线以0°到30°之间的角度延伸的部分，并且机构配置成使得当翼处于展开位置时，定位构件位于该部分内。

更优选地，该部分相对于第一(例如，竖直)轴线以0°到10°之间的角度延伸。

在一些实施例中，附加地或替代地，翼可以在下降以离开船体的同时旋转，使得翼在其完全下降离开船体之前或同时到达其最终旋转状态，即，处于展开位置。由于翼在下降以离开船体的同时的旋转必须沿着一定的轨迹以允许翼通过船体中的孔口离开，但是，在某些情况下，优选地，翼在离开船体的同时仅部分旋转，并且一旦处于完全下降的状态，翼然后继续旋转以到达展开位置。因此，优选地，可伸缩翼机构还包括用于限制旋转轴线在第一方向上的运动的止动件，其中，力矩产生装置配置成使得翼在使用时围绕旋转轴线进一步旋转，同时由止动件阻止旋转轴线进一步运动。

能够更容易地组装可伸缩翼机构和/或在原位从可伸缩翼机构移除翼可能是有用的。在一个优选实施例中，提供了根据前述权利要求中任一项所述的可伸缩翼机构，其中用于使作用力作用在翼上的装置包括适配成可移除地附接到翼的部件。

在更优选的实施例中，翼可以包括翼根部，可以在翼根部中形成沿着旋转轴线延伸的凹部，并且该部件可以适配成在可移除地附接到翼之前插入凹部中。

在其它优选实施例中，提供了一种在结构内组装如权利要求33或34所述的可伸缩翼机构的方法，该方法包括：将翼通过结构中的孔口插入结构中；将翼联接到位于结构内的力矩产生装置；以及将部件附接到翼。

从另一方面，本发明提供了一种船舶或船只，其包括：船体；以及如上所述的可伸缩翼机构，其中翼适配成在处于缩回位置时在船体内沿基本竖直的方向延伸，并且适配成在完全展开时在船体外部延伸并与竖直方向成一定角度延伸。

更优选地，翼适配成在处于展开位置时在船体外部并与竖直方向成至少45°的角度延伸。类似于上面讨论的第一轴线，术语“基本竖直方向”旨在覆盖相对于竖直方向成0°至45°，更优选地相对于竖直方向成0°至30°，以及更优选地相对于竖直方向成4°至15°的优选范围。

通常，将在船体中设置孔口，其中翼或每个翼可以通过该孔口展开。可以设想用于密封该孔口以防止进水的各种机构。优选地，船舶或船只还包括在船体中的孔口，其中可伸缩翼机构的翼通过孔口展开，并且在翼的尖端上设置小翼以在翼处于缩回位置时在孔口上形成密封。

优选地，在船体中提供孔口，并且翼机构配置成使翼从其中穿过。因此，在一些优选的实施例中，可以关于船体的形状以及船体中的孔口的位置来确定一个或多个参数，诸如定位构件相对于翼的位置、和/或翼的形状、和/或引导构件的形状。在其中机构包括两个翼并且至少一个引导构件用于每个翼的实施例中，这些参数中的一个或多个参数对于翼中的每个翼可以是不同的。应当理解，机构可以是不对称的。

附图说明

现在，将参考附图仅以举例的方式描述一些优选实施例，其中：

图1是通过船舶的船首的截面图，其示出了根据第一实施例的可伸缩翼机构的侧视图；

图2是沿图1的线A-A的截面图，其示出了处于完全缩回位置的翼；

图3至图5是与图2相对应的附加视图，并且其示出了处于不同展开阶段的翼；

图6是可伸缩翼机构的示意性分解图；

图7a和图7b示出了翼以及在水中展开时作用在翼上的力；

图8a至图8c是示意性正视图，其示出了引导槽和翼的可能布置；

图9a至图9c是示意性正视图，其示出了引导槽和翼的替代布置；

图10a至图10c是示意性正视图，其示出了其中使用连杆来控制翼的运动和旋转的实施例；

图11a至图11c是示意性正视图，其示出了使用连杆的替代实施例；

图12a至图12c是示意性正视图，其示出了翼展开机构的其它可能实施例；

图13a至图13d是通过船舶的船体的一部分的截面图，其示出了可伸缩翼机构在其运动的不同阶段的替代实施例；

图14a至图14e是示出了在展开过程中的不同阶段作用在翼上的力的示意图；

图15是示例性翼的三维视图；

图16a是穿过船舶的船首的截面图，其示出了覆盖孔口的小翼；

图16b是穿过船舶的船首的截面图，其示出了在处于展开位置的具有小翼的翼；

图17是示出使用两个不同的引导路径的翼的三维视图；

图18a和图18b示出了针对图19的两个不同的引导路径中的每一个引导路径所获得的力矩臂以及由翼获得的翼旋转速度；

图19示意性地示出了翼和船体之间的关系；

图20是示出在展开过程中的不同阶段作用在翼上的力的示意图；

图21a和图21b示出了针对两个不同的引导路径中的每一个引导路径所获得的力矩臂以及由翼获得的翼旋转速度，该力矩臂具有在基本竖直的方向上延伸的下部部分；

图22示出了根据本发明的替代实施例的穿过翼根部的横截面；

图23示出了图22的翼根部以及要插入其中的部件；

图24是示出了当插入翼根部时的图23的部件的透视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了沿着船舶的长度穿过船舶的船体的船首部分1的截面。船首推进器3位于船体或龙骨的底部上方，其高度与船首附近的孔口的高度类似(如下所述)。图2是沿着图1的线A-A的截面，即略微在船首推进器3的前方穿过船体的船首部分的截面。船体的形状是对称的，在其底部具有沿其长度居中地延伸的龙骨5。船体的侧面7、8在平坦部分5的任一侧上延伸并向上弯曲。

如图2所示，提供了可伸缩翼机构10，以便在处于完全缩回位置时位于船体的内部。机构的纵向轴线12基本竖直地延伸穿过船体的中心线。在船体的任一侧上，在与其底部等距的高度处形成孔口(图2中未示出)。孔口被定位和尺寸设计成使翼通过其中一个孔口推出，同时在展开过程中旋转。

翼机构包括第一翼16和第二翼17(在图2中以虚线轮廓示出)。翼16、17是细长构件，其适配成稳定船舶，减少船只在波浪中的运动，并且还提供向前推进。在图15中以三维视图示出了示例性翼16。翼16具有被称为根部18和尖端20的第一纵向端部和第二纵向端部。第一表面22和第二表面24沿其宽度在前边缘26和后边缘28之间延伸。根部18包括用于附接到收缩机构的部分。因此，在翼16的根部端部处，前边缘26和后边缘28均具有固体部分27，该固体部分垂直于翼16的下表面24延伸跨过翼的宽度的一部分，以形成从翼的底部向上延伸的平坦表面，其中在翼16的中心之间具有间隙29。平坦表面与垂直于平坦表面延伸的其它平坦平面25结合，该平坦平面25限定了固体部分27的上限，然后以一定角度下降以重新结合翼16的主体的上表面22。如图1所示，根部18可以在翼16上的不同高度处承载轴承30、38。

小翼62设置在翼16的尖端20处并且基本垂直于其延伸。虚线63表示小翼62适配成覆盖的孔口的形状。当翼16、17完全缩回时，小翼62覆盖船体中的孔口14。这在图18a中示出。小翼62的形状设计成使得当翼16、17缩回时围绕船体的流近似与围绕其中没有孔口的船体的流相同。图18b示出了在处于展开位置时的具有小翼62的翼。

例如，在图6和图1至图5的分解图中能够看到翼机构10。第一轴承30设置在邻近第一翼16的根部18的第一翼16上，并且从前边缘26向外延伸。第二轴承31设置在与第一轴承30相反的第一翼上，该第二轴承邻近第一翼16的根部18并且从后边缘28向外延伸。相应的第三轴承32和第四轴承33(未示出)设置在邻近第二翼17的根部18的第二翼17上，并且从前边缘26和后边缘28向外延伸。

翼机构10还包括具有第一侧壁40和第二侧壁42的壳体39。侧壁40、42是形状基本为矩形的平坦金属元件。它们都具有在较长方向上沿其中心线延伸的纵向轴线13。侧壁40、42附接到船体内部，围绕其中心线彼此对称地间隔开，从而在船体内部基本竖直地延伸并且基本垂直于其长度延伸。因此，它们的纵向轴线13延伸穿过船体的中心线。壳体还包括平坦金属元件，该平坦金属元件在第一侧壁40和第二侧壁42的上端之间水平延伸以限定平坦表面43。平坦表面43在其上方支撑液压绞盘34。绞盘34包括缆索56，缆索从其向下延伸并围绕滑轮系统，该滑轮系统附接到在第一侧壁40和第二侧壁42之间延伸的竖直可移动元件58，使得绞盘34适配成使可竖直移动的元件58在壳体内向上和向下移动。底部部分35布置在可竖直移动的元件58的下方，并通过主液压缸60与其连接。因此，绞盘适配成抵抗由翼16、17的重量引起的向下的力来保持翼16、17，使得当释放绞盘时，向下的竖直力F在沿第一侧壁40和第二侧壁42的纵向轴线13之间延伸的平面上施加在底部部分35上。在绞盘34上设置制动器(未示出)，使得可以控制其中缆索56的放出速度，从而控制向下运动的幅度。底部部分35在该平面上居中，并且在第一侧壁40和第二侧壁42之间基本上跨越壳体的整个宽度而延伸。

翼16、17定位在壳体内，使得翼16、17在处于缩回位置时在壳体的侧壁40、42内延伸，并且在展开时在壳体的下方并向外延伸。当缩回时，翼16、17跨越壳体的宽度延伸，使得其前边缘26邻近第二侧壁42，并且其后边缘28邻近第一侧壁40。当缩回时，翼16、17的尖端20在壳体内部邻近壳体的底部。翼16、17的根部18在壳体内位于其上方。底部部分35在两个翼的根部18处可枢转地附接到两个翼，从而提供旋转轴线36，其中翼16、17可以围绕旋转轴线旋转。旋转轴线36垂直地延伸穿过翼收缩机构10的纵向轴线12。垂直引导轴承38在翼根部18的向前和向后延伸的端部处均从翼根部18向外延伸。

每个侧壁40、42包括中央引导槽44，该中央引导槽从其切出并沿着其纵向轴线13基本竖直地延伸。在相应侧壁40和42的中央引导槽44中接合垂直引导轴承38，侧壁在底部部分35的任一侧上延伸。这将旋转轴线36的运动控制在基本竖直的方向上，并确保基本沿竖直方向施加来自液压绞盘的力，以使得与纵向轴线12和旋转轴线36同线。在每个侧壁40、42中设有两个其它引导槽(第一引导槽46和第二引导槽47)，在中央引导槽44的每个侧上具有一个。如图6所示，第一引导槽46以与竖直方向成大约2°的角度从在第一翼16处于完全缩回位置时与纵向轴线13水平间隔开第一距离52并大致对应于竖直引导轴承38的竖直高度的点50向下延伸到在第一翼16近似完全下降时与纵向轴线13间隔开第二更大水平距离56并对应于第一轴承30的竖直高度的第二点54。这包括引导槽的第一部分53。第一引导槽46从点54转向以形成弯曲部分55，然后从基本上垂直于纵向轴线13的方向向外延伸并沿基本上垂直于纵向轴线13的方向向外延伸以形成第二部分57。在到达侧壁40、42的边缘之前，第一引导槽46截止。

第二引导槽47设置在两个侧壁40、42中，并且配置为第一引导槽46围绕纵向轴线13的映像。

翼机构10组装成使得在第一翼16的前边缘处的第一轴承30接合在第二侧壁42的第一引导槽46中。在第一翼16的后边缘处的第二轴承31接合在第一侧壁40的第一引导槽46中。相应地，在第二翼17的前边缘处的第三轴承32接合在第二侧壁42的第二引导槽47中。在第二翼17的后边缘处的第四轴承33接合在第一侧壁40的第二引导槽47中。

当翼16、17处于完全缩回位置时，液压绞盘34卷绕成使得可竖直移动的部分58和底部部分35保持在它们的最高点，如图2所示。另外，主缸60缩回以使得可竖直移动部分58和底部部分35锁定在一起。在该位置，翼16、17完全容纳在船体1内并且基本上竖直地延伸(以大约9°的角度从旋转轴线向外延伸到纵向轴线12)。翼16、17在缩回位置的角度可以根据船体的几何形状、孔口和所使用的翼的几何形状所需的角度而改变。

为了展开翼16、17，启动液压绞盘34，并且翼16、17的重量开始向下推动可竖直移动的部分和底部部分35。替代地，可以将缆索环装置与液压绞盘一起使用以向下推动可竖直移动的部分和底部部分35。在向下的力的作用下，竖直引导轴承38在中央引导槽44中向下移动，并且第一轴承30、第二轴承31、第三轴承32和第四轴承33在第一引导槽46和第二引导槽47中向下移动。如在图14a至图14d中看到的，向下的力使翼16、17竖直地向下移动并经由孔口14离开船体。由于第一轴承30、第二轴承31、第三轴承32和第四轴承33(未示出)由第一引导槽46和第二引导槽47约束，向下的力产生了力矩，当引导槽46、47相对于竖直方向成一定角度延伸时，该力矩使翼16、17围绕旋转轴线36向上旋转。因此，当翼16、17竖直下降时，它们围绕旋转轴线36旋转。在一些实施例中，第一引导槽46和第二引导槽47可以在它们的一些向下范围内平行于纵向轴线12延伸。这将在引导槽46、47的竖直范围上产生零旋转力矩，使得直至引导槽46、47的角度改变时翼16、17才开始旋转。

图3示出了翼机构10，其中翼16、17相对于它们的完全展开位置、在大约一半的高度处处于部分下降状态。此时，翼16、17已经相对于纵向轴线12旋转了大约13°的角度。此外，翼16、17从船体1中的孔口部分地突出。

图4示出了翼机构10处于其中翼16、17上的第一轴承30至第四轴承33已经沿着第一引导槽46和第二引导槽47下降到第二点54的高度处。在第二点处，翼16、17几乎完全延伸出船体1，并且相对于纵向轴线12旋转大约35°的角度。致动锁定缸64(在图1中可见)以在可竖直移动的部分58的任一侧上向外延伸，并且与侧壁40、42中的相应锁定槽口接合，从而相对于壳体固定可竖直移动的部分58。然后，致动主缸60以在底部部分35上产生向下的力，从而使第一轴承30至第四轴承33沿着引导槽46、47的向外延伸的部分移动，并进一步旋转翼16、17直到它们与纵向轴线12成大约82°的角度(或直到它们基本上水平延伸)。这是完全展开的位置。

图5示出了处于完全展开和旋转位置的翼16、17。当翼16、17在水下展开时，它们会遇到很大的力，包括向上的力和向下的力，因此，当翼16、17展开并且这些力增加时，由主缸提供的附加力(如图1所示)用于确保沿引导槽的向外延伸部分的受控运动。在最终的展开位置，第一轴承30至第四轴承33通过来自主缸的向下的力抵靠在引导槽46、47的端部上。此外，如图14a至图14e所示，翼16、17的第一端部18包括平坦表面55，当翼完全展开并旋转时，平坦表面适配成彼此抵靠。这导致翼锁定在适当的位置以抵抗在使用中施加在翼上的向上的力。

为了缩回翼，返回参考图1和图2，首先致动主缸60以使翼16、17的尖端20朝向彼此旋转缩回，并将第一轴承30至第四轴承33沿着引导槽46、47向后拉至其第二点54(如图6所示)。然后，当轴承30至33到达引导槽46、47中的弯曲部54时，缩回锁紧缸64并致动液压绞盘34以使轴承30至33沿着引导槽46、47向上移动，直到翼处于其完全缩回位置，如图2所示。

尽管在上述优选实施例中，提供了主缸60以引起翼16、17的最终旋转，但是在替代实施例中，可以通过液压绞盘或通过其它力施加装置来提供将翼旋转至其完全旋转位置所需的竖直力。在一个优选的实施例中，液压缸既引起作用在翼上的作用力，又提供力以引起翼的最终旋转。在一些实施例中，可以不使用引起最终旋转的附加力。

在所描述的实施例中并且如图5所示，当展开时，翼16、17在船体的任一侧7、8上沿基本水平的方向上或更具体地在水平线以下大约9°处从船体向外延伸。可以改变翼收缩机构10的设计以允许其中翼16、17在展开时延伸的角度根据期望的用途而变化。因此，当用于翻滚回正(roll damping)时，可能需要翼几乎竖直向下延伸到水中。在这种情况下，可以改变机构，使得翼16、17在它们的缩回位置和它们的展开位置之间仅旋转很小的量(例如在5°和10°之间)。在这种情况下，翼例如可以在其缩回位置相对于竖直方向成5°延伸，并在其展开位置相对于竖直方向成10°延伸。当用于俯仰回正时，通常需要翼在处于展开位置时相对于竖直方向在45°至90°之间延伸。因此，可以根据需要再次改变机构10的设计，以在展开和完全旋转的位置实现翼的期望旋转。在一个优选实施例中，当用于俯仰回正时，通常需要翼在处于展开位置时相对于竖直方向在75°至90°之间延伸。

参考图7a和图7b可以更好地理解其中翼16、17起到向前推动船体的作用的方式。这些图示出了翼16暴露于具有水平分量73和垂直分量74的流入矢量72。流入矢量由于其相对于翼弦线76的角度而在翼上具有迎角75。翼承受垂直于流入矢量72作用的升力77和平行于流入矢量72作用的阻力78。升力77和阻力78共同构成合力矢量79。合力具有分量80，其平行于翼的弦线76并试图向前拉动翼16，即朝向图7a和图7b中的右侧。合力79的分量80试图在流入矢量72的垂直分量74指向上方时(如图7a所示)和流入矢量72的垂直分量74指向下方时(如图7b所示)都向前拉动翼16，只要升力77完全大于阻力78即可。

在上述实施例中并且如图1至图6中所示的实施例中，引导槽46、47的形状限定了用于轴承30至33的行进路径或引导路径90。该引导路径90相对于旋转轴线36的位置的形状将确定在任何给定时间施加在翼16、17上的旋转力矩。因此，其中翼16、17开始旋转的点和其中翼旋转的速度可以根据引导槽的设计以及船体和翼的几何形状而变化。

应当理解，轴承30至33和旋转轴线36可以设置在相对于翼16、17的任何位置，这允许翼16、17沿着选定的路径运动和旋转。现在将参考图19描述确定这一点的关系，其中翼16具有旋转轴线36。允许旋转轴线36沿着选定的方向移动，该方向通常是由YY所示的竖直方向。翼机构设计成使翼16通过船只的船体1中的开口14展开和缩回(例如，如图16a至图16e所示)。开口14的中心示出为点c。为了使翼16根据需要行进通过开口14，点c应在翼16的运动的所有阶段沿着翼16的长度与中心线L同线。由一个或多个滑动构件b控制翼16的运动，该滑动构件可以沿着引导路径行进(图19中未示出)并且物理地连接至翼16(在一个实施例中，滑动构件b是如上所述的轴承30至33)。对于所有翼取向角度，局部翼轴线X与从旋转轴线36延伸到滑动构件b的半径之间的角度q是恒定的。引导路径配置成使得对于任何给定的翼取向，(在引导路径上的)滑动构件b定位成使得c根据需要与中心线L同线。因此，技术人员将理解如何设计引导路径来控制滑动构件b的行进，从而实现翼16的运动，使得在其旋转和下降时能够使其通过孔口14离开。

图14a至图14d是示意图，其以横截面示出了在船体1的一个侧中的两个翼16中的一个翼。图14a示出了处于缩回位置的翼16。附接到翼根部18的竖直引导轴承38位于旋转轴线36上。它可在中央引导槽44中自由移动并定位在其上限处。附接到翼根部18并在与翼16的下表面24垂直的方向上与其间隔开的第一轴承30位于第一引导槽46中并且可沿第一引导槽46自由移动。虚线I表示第一轴承30处的引导槽46的方向。线I相对于竖直方向仅以5°的角度延伸。当竖直向下的力F施加到竖直引导轴承38上时，由于第一轴承30由引导槽46约束，所以这在垂直于虚线I的方向上产生反作用力R。反作用力R引起使翼16围绕旋转轴线36旋转的力矩。该力矩取决于反作用力R的大小以及反作用力R的线和穿过旋转轴线36的平行线r之间的偏移(a)。从图16a中可以看出，由于力矩臂a的距离较小，在处于缩回位置时作用在翼16上的旋转力矩相对较小，并且由于引导槽46的方向相对于竖直方向仅约5°，反作用力R也将相对较小。

尽管在图14a中未示出，但是应当理解，当第一轴承30将引导槽46下降至其中槽46开始弯曲的高度B时，作用在翼16上的力矩臂将仅增加非常小的量。图14b示出了位于B正下方的引导槽46中的第一轴承30。在所示的点处，引导槽46相对于竖直方向成大约30°延伸。因此，反作用力R相对于竖直方向成大约60°，从而使得偏移(a)大于图14a中的偏移。因此，在图16b中所示的点处，翼16受到更大的旋转力矩。

如图14c所示，翼16继续在引导槽46的弯曲部分的整个范围上承受相对较高的旋转力矩。在图14c中所示的点处，引导槽46相对于竖直方向成大约70°延伸，使得反作用力R相对于竖直方向成20°。由于翼16的旋转，旋转轴线36现在比图14a的位置位于第一轴承30更下方的位置处，因此力矩臂a仍然相对较大。

在图14a至图14e所示的实施例中，引导槽46在第一部分上基本向下延伸(相对于竖直方向成大约5°)直至点B。然后，它向内弯曲，然后在B处向内和向下的点C处再次转弯以基本向下延伸一小段距离，直到槽46的端部D。图16d示出了在点C处的第一轴承30。此时，槽46相对于竖直方向成大约45°延伸，使得反作用力R也相对于竖直方向成45°延伸，并且力矩臂a再次相对较高。

图14e示出了第一轴承30在引导槽46的端部D处处于其最终位置。此时，引导槽46相对于竖直方向成大约5°延伸，因此反作用力R相对于竖直方向成大约85°。由于现在完全旋转翼16，使得旋转轴线36位于第一轴承30的正下方，因此力矩臂a明显大于图14a中所示的其中翼16不旋转的情况，并且旋转轴线36的高度与第一轴承30的高度基本相同。因此，翼16将经受相对较高的旋转力矩。一旦完全旋转(即，在展开位置)，引导槽46的此最终的向下范围以及向下的力F的施加可以用于向翼16、17施加较高的旋转力矩，从而在使用中锁定翼16、17以抵抗作用在翼16、17的上表面上的向下的力。

当在使用中处于展开位置时，翼16、17将受到来自周围的水和波浪的力。这些力将沿不同的方向起作用，而不仅仅是沿竖直方向作用。因此，即使引导构件沿竖直方向延伸，在引导构件(例如，引导槽46)中也会产生来自定位构件(例如，轴承30)的反作用力。这意味着引导构件可以具有竖直延伸(或平行于所施加的向下的力F的方向)的下部部分，并且仍将提供上述的将翼16、17锁定在适当位置的效果。

图20是示出提供上述效果的另一个引导构件(例如，引导槽46')的示意图。引导槽46'具有最终部分75，该最终部分基本平行于竖直方向向下延伸以到达终点D。在刚到达引导槽46'中的位置C之前，第一轴承301示出为处于第一位置。此时，引导槽46'在水平方向上方大约10°处延伸，并且反作用力R1相对于垂直方向成大约10°。在这种情况下，力矩臂a1明显小于位于引导槽46’的端部D处的用于轴承(示为302)的力矩臂a2。还示出了旋转轴线的相应的第一位置A1和第二位置A2。因此，可以看出，对于这种形状的引导槽46'，翼将由于所施加的力而经受较高的转动力矩。

应当理解，与使用单组引导路径90所能实现的行程范围相比，可能期望在翼16、17的更大的行程范围上将较高的旋转力矩施加在翼16、17上。因此，可以提供一种机构10，其中每个翼16、17具有设置在其前边缘处的第一形状的引导路径和设置在后边缘处的第二形状的引导路径。在图17中示出此布置。在图17的实施例中，壳体类似于先前关于图1至图5描述的壳体，并且具有如前所述的定位在船体1内的第一侧壁40和第二侧壁42。翼16、17(在图17中仅示出其中一个翼)布置成在壳体内延伸并围绕旋转轴线36旋转，如先前所述的。竖直引导轴承38和竖直引导槽44以及以下未描述的机构的其它方面对应于关于图1至图5描述的那些。

在第一侧壁40中设置有第一引导槽200。可以将第一引导槽200分成第一部分204和第二部分206。当翼16处于完全缩回位置时，第一部分204从与设置在翼16的后边缘28上的轴承201的位置相对应的高度基本竖直向下延伸。第一部分204在第一引导槽200的竖直范围的大约60％的范围上延伸。第一部分204还与竖直引导槽44水平地间隔开第一距离d1。引导槽200的第二部分206在其竖直范围的另外40％的范围上延伸，并以增加的速率向外弯曲远离垂直引导槽44，直到到达与第一侧壁40的底部相邻的第一引导槽200的终点。

如图17所示，在第二侧壁42中设置第二引导槽202，其形状与第一引导槽200不同。可以将第二引导槽202分成第一部分208和第二部分210。第一部分208从对应于第一引导槽200的起点的高度基本竖直地延伸，并且具有与第一引导槽200的第一部分204相似的长度。但是，第一部分208与竖直引导槽44水平间隔开距离d2，该距离大于距离d1。第二引导槽202的第二部分210在此高度上延伸，该高度大约是第一引导槽200的第二部分206的高度的三分之一。此外，第二部分210朝着竖直引导槽44向内弯曲以到达第二引导槽202的终点，该终点的高度明显高于第一引导槽200的终点。

第一轴承201设置在翼16的后边缘28上，以便可滑动地接合在第一引导槽200中。当翼处于展开位置时，该轴承201沿着翼16的下边缘定位并且与旋转轴线36间隔开，从而在旋转轴线36下方。第二轴承203设置在翼16的前边缘26上，以便可滑动地接合在第二引导槽202中。当翼处于展开位置时，该轴承203位于翼16的最上边缘上，从而在旋转轴线36上方。

当竖直向下的力施加到旋转轴线36上时，将使第一轴承201和第二轴承203在第一引导槽200和第二引导槽202中移动，并且翼16将由于第一轴承201和第二轴承203的组合力矩臂而受到旋转力矩。在图18a中示意性地示出了第一引导路径200p和第二引导路径202p。如在图18a和图17中可以看到的，第二引导路径202p截止于基本水平的部分。图18b示出了在恒定反作用力R＝1的情况下，引起施加在轴承201上的力矩的力矩臂200a和引起施加在轴承203上的力矩的力矩臂202a如何随时间变化的数值示例。实线示出了作为组合力矩臂200a和202a的函数的翼旋转速度S如何随时间变化。

图21a示意性地示出了第一引导路径400p和第二引导路径402p，其对应于图18a的第一引导路径200p和第二引导路径202p并且沿循相同的路径。然而，在图21a的实施例中，第二引导路径402p包括沿大致竖直方向向下延伸的附加下部部分。图21b示出了用于相应的第一引导路径400p和第二引导路径402p的合成力矩臂400a、402a的数值示例，以及在恒定反作用力R＝1的情况下它们如何随时间变化。实线示出了作为组合力矩臂400a和402a的函数的翼旋转速度S如何随时间变化。可以看出，在翼旋转结束时(其中旋转速度为零，以及经过时间为约11秒)，力矩臂402a相对于图18b中所示的力矩臂202a显著增加。此增加的力矩臂将有助于在使用中将翼保持在展开位置，因为会有更大的旋转力矩，其用于抵抗将翼推回到其未旋转位置的任何力。

落入本发明范围内的可伸缩翼机构的许多不同配置是可能的。图8a至图8c示出了一种此类可能的构造。在图8a至图8c中仅可以看到在翼16、17的第一侧上的第一轴承30和第三轴承32。轴承30、32沿着引导路径90行进。竖直向下的力沿着纵向轴线12施加到旋转轴线36上。可以由液压缸(未示出)提供力。两个翼16、17在旋转轴线36处彼此联接。图8a示出了翼16、17处于其完全缩回位置。在此位置，旋转轴线36位于引导路径90的上部端部92的上方，并且翼16、17在旋转轴线36下方在其任一侧上相对于竖直方向成大约5°延伸。

引导路径90包括上部部分94、中间部分96和下部部分98，上部部分包括引导路径的竖直范围的大约60％的范围，中间部分在上部部分的下方在引导路径的竖直范围的大约35％上延伸，以及下部部分在引导路径的竖直范围的大约最后5％上延伸。

上部部分94基本平行于纵向轴线12延伸。因此，当在旋转轴线36处沿着纵向轴线12施加向下的力时，轴承30、32将沿着引导路径90向下行进。在轴承沿着引导路径90的上部部分行进时，翼16、17将不会显著旋转，因为旋转力矩将为零或接近于零。

引导路径90的中间部分96相对于纵向轴线12以增加的角度延伸。因此，随着第一轴承30和第三轴承32沿着中间部分96行进，旋转力矩增加并且翼16、17围绕旋转轴线36的旋转速率增加。图8b示出了下降到其中第一轴承30和第三轴承32沿着中间部分96至大约一半的点处的翼16、17。可以看出，翼16、17已经相对于纵向轴线旋转了大约20°的角度。

引导路径90的下部部分98包括在引导路径中的弯曲部，如上文关于图6所述，其中引导路径变成基本上垂直于纵向轴线12向外延伸。设置竖直止动件100以将旋转轴线36的向下运动限制到与引导路径90的最低点基本水平的点。当引导路径90相对于纵向轴线12的角度在下部部分98中迅速增加然后保持接近水平的角度时，翼16、17将承受较高的力矩并且将旋转以相对于纵向轴线12成大约80°延伸。竖直止动件100与在旋转轴线36上施加向下的力相结合以将翼16、17锁定在图8c所示的展开和旋转位置处。

应当理解，为了使引导路径或槽和轴承在上述实施例的任何实施例中提供所需的旋转力矩，旋转轴线36应始终位于轴承上方或下方。当旋转轴与轴承竖直对齐时，旋转力矩为零，因此优选地，系统应配置成使轴承在其整个行程范围内保持在旋转轴线上方或下方。

图9a至图9c示出了可伸缩翼机构的替代的可能的构造。再次由液压缸(未示出)提供力。图9a至图9c的布置与先前描述的那些布置的不同之处在于轴承30至33未设置在翼16、17上。在本实施例中，通过在第一翼16和第二翼17的相应上部端部18与旋转轴线36之间延伸的第一连杆128和第二连杆130将翼16、17连接到旋转轴线36。然后，连杆128、130从旋转轴线36以直角向外延伸以与第一轴承30和第三轴承32连接，第一轴承和第三轴承接合在引导槽(图9a至图9c中未示出)中以沿循引导路径90。连杆128、130是刚性的，使得始终保持直角，并且它们可围绕旋转轴线36自由旋转。在图9的布置中，在图9a所示的完全缩回位置中，翼从旋转轴线36相对于竖直方向成大约5°的角度向下延伸，并且轴承30、32位于旋转轴线36上方并在引导路径90上从旋转轴线向外延伸。

引导路径90由在引导路径90的竖直范围的大约80％上延伸的第一部分132和在其竖直范围的其余部分上延伸的第二部分134组成。在第一部分132中，引导路径90相对于竖直方向以大约3°的角度延伸，使得施加在翼16、17上的旋转力矩相对较小，并且翼16、17在它们下降时以缓慢但稳定的速率旋转。图9b示出了轴承30、32在朝向引导路径90的第一部分132的底部的点处。在该点处，翼16、17已经相对于竖直方向旋转大约30°。

在第二部分134中，引导路径90配置成向下延伸，同时朝向纵向轴线向内弯曲。因此，当轴承30、32沿着引导路径90的第二部分134行进时，连杆128、130和翼16、17上的旋转力矩将增加，从而使得翼16、17以增加的速率旋转，直到当轴承30、32到达引导路径90的下部端部时，它们相对于垂直方向成大约80°角延伸，如图9c所示。

设置竖直止动件100以将旋转轴线36的向下运动限制到引导路径90的最低点下方的点。竖直止动件100与在旋转轴线36上施加向下力相结合以将翼16、17锁定在图9c所示的展开和旋转位置处。

图10a至图10c示意性地示出了本发明的可伸缩翼机构的替代实施例。在本实施例中，没有设置引导槽。相反，翼16、17通过剪式连杆102接合在一起。连杆102包括彼此可旋转地连接的四个联接件。因此，第一联接件104的第一端部105附接到第一翼16的上部端部18。第一联接件104的另一个端部在旋转轴线36处可枢转地附接到第二联接件106的第一端部。第二联接件106的第二端部107附接到第二翼17的上部端部18。第二联接件106的第二端部107也可枢转地附接到第三联接件108的第一端部。第三联接件108的第二端部可枢转地附接到第四联接件110的第一端部。第四联接件110的第二端部可枢转地附接到第一联接件104的第一端部105。可以设置如图8所示沿着引导路径的引导槽(未示出)以接合设置在第一联接件104的第一端部105处和第二联接件106的第二端部107处的轴承(未示出)。

如图10a所示，当翼16、17处于完全缩回位置时，压缩连杆102，使得第一联接件至第四联接件104、106、108、110几乎平行于纵向轴线12延伸。当竖直向下的力Fd施加到旋转轴线36时，力作用为竖直向下推动旋转轴线36，从而使翼16、17向下运动。垂直向上的力Fa也施加到连杆的最下部113。向上的力Fa和向下的力Fd使连杆102在水平方向上扩展，从而使翼16、17旋转。图10b示出了既部分下降又部分旋转的翼16、17。可以再次由液压缸(未示出)提供力。

提供竖直止动件100以限制连杆102的向下运动。如图10c所示，当连杆102的底部到达止动件100时，其被阻止以免进一步的竖直运动。然后，向下的竖直力的作用使上部连杆104、106继续旋转，直到它们几乎水平地延伸。在这个阶段，翼16、17完全旋转并且在它们的最终展开位置处锁定。通过将如上所述的剪式连杆102与其中连杆上的轴承(未示出)接合的引导槽(未示出)一起使用，相比于连杆104至110可以用来放大作用在翼16、17上的力的方式，可以在翼16、17上获得更大的旋转力矩。

图11a至图11c再次示出了使用剪式连杆来控制翼的旋转的替代实施例。然而，与图10的实施例相反，第一翼16和第二翼17通过翼联接件112、114连接，该翼联接件延伸至位于翼16、17上方的纵向轴线12上的旋转轴线36。在旋转轴线36上方设置有剪式连杆，该剪式连杆包括如先前可枢转地彼此连接的四个联接件104至110，使得第三联接件108是从第一翼16延伸的联接件112的延续，以及第四联接件110是从第二翼17延伸的联接件114的延续。在其中第一联接件104和第二联接件106连接的点处沿着纵向轴线12将竖直向下的力施加到连杆的上部端部。可以再次由液压缸(未示出)提供力。垂直向上的力Fa也施加到连杆的最下部113。向上的力Fa和向下的力Fd使连杆在水平方向上扩展，从而使翼16、17旋转。可以设置沿着如图8所示的引导路径的引导槽(未示出)以接合轴承(未示出)，该轴承设置在从旋转轴线36移除的第三联接件108的端部109处和从旋转轴线36移除的第四联接件110的端部111处。

如图11a所示，当翼机构处于完全缩回位置时，联接件基本上平行于纵向轴线12延伸。当施加向下的力时，连杆沿水平方向扩展，从而使翼16、17旋转。图11b示出了翼16、17部分下降并且旋转，其中连杆扩展到其最大宽度的大约一半。如在图10的实施例中那样，提供了竖直止动件100，并且一旦连杆和翼16、17的竖直运动如先前所描述和在图11c中所示受到止动件100的限制，则再次实现翼16、17的最终旋转。

在图12的实施例中，翼16、17彼此不连接。相反，第一翼16的上部端部可枢转地附接到第一联接件116，并且在连接点处约束成沿着竖直轴线122移动。第一联接件116的另一个端部可枢转地附接到用于施加竖直力的装置120(诸如液压缸或线性致动器)。第二翼17的上部端部可枢转地附接到第二联接件118，并且在连接点处约束成沿着竖直轴线124移动。第二联接件118的另一个端部可枢转地附接到用于施加竖直力的装置126(诸如液压缸或线性致动器)。为了向下移动翼16、17，致动用于施加竖直力120和126的两个装置，从而引起翼16、17围绕其中第一联接件116和第二联接件118连接到用于施加竖直力的装置120、126的相应的点而向下移动和旋转。在第一翼16和第二翼17的附接到第一联接件116和第二联接件118的点处将向上的力Fa施加到第一翼16和第二翼17以在使用中控制翼的旋转。可以设置如图8所示沿循引导路径的引导槽(未示出)以接合轴承119，该轴承设置在与翼16、17邻近的第一联接件116和第二联接件118的端部处。

应当理解，本实施例提供了用于展开每个翼的单独的装置。因此，如果设计限制需要翼收缩机构，该翼收缩机构可以设置在船体的一侧上(例如，直接在船体的每个开口上方)而不是例如关于图2所描述的设置在中央位置，则本实施例可能是有用的。

在图13a至图13d中示出可伸缩翼机构100的其它可能的实施例。如图13a所示，当第一翼150和第二翼152完全缩回船体1的内部时，它们相对于竖直方向成大约5°的角度延伸。翼150、152具有尖端156和根部158，翼150、152布置在船体中，使得当翼150、152处于缩回位置时，根部158位于尖端156上方。如先前实施例所述，在船体1中设置有孔口14。当翼处于缩回位置时，设置在每个翼150、152的尖端156处的小翼160适配成跨越船体上的孔口14延伸，从而覆盖孔口14并且基本上密封孔口14以防止水进入。这具有此效果：当翼150、152缩回时，围绕船体1的水流几乎与未设置开口和翼的情况下围绕船体1的水流相同。

当展开翼时，小翼160还减小了由翼150、152的压力侧和吸力侧之间的压力差产生的尖端涡流。

翼伸缩机构100包括设置在翼150、152上方的元件154以用于在翼上施加竖直向下的力。元件154包括水平延伸的下部平坦表面162，该下部平坦表面接触每个翼150、152的根部158的上表面164。(因此，与上表面164接触的平坦表面162形成用于在从旋转轴线移除的点(未示出)处向翼150、152施加力的布置)。每个翼根部158的上表面164形状设计成使得允许翼150、152相对于平坦表面旋转。

在船体1中的翼150、152与上船体边缘168之间的开口14处设置有辊166。这些辊减少了可能由于翼150、152在缩回或展开期间摩擦固定结构引起的材料磨损。为了展开翼150、152，施加了向下的竖直力，以使得元件154向下推动翼根部158。翼150、152向下移动以通过开口14离开船体1。在向下移动时，由于翼根部158的上表面164的形状以及翼150、152与辊166的接触点的位置，也使得翼150、152旋转。

图13b示出了处于部分下降和旋转状态的翼150、152。在使用中，每个翼150、152的上表面170接触辊166、168。此上表面170以沿基本笔直的路径从尖端156延伸到根部158正下方的点。因此，当辊166、168与上表面170的此笔直部分接触时，翼150、152旋转。如图13a至图13d所示，然后上表面170弯曲以基本垂直于笔直部分延伸并与根部158的上表面164接合。此弯曲产生弯曲部，当辊166、168抵靠垂直表面停止时，该弯曲部导致翼150、152进一步旋转。因此，翼150、152继续旋转，直到它们相对于竖直方向成约80°延伸为止，如图13d所示。

如图13a至图13d所示，弹簧172可以连接元件154和翼根部158以帮助翼150、152旋转。

图22至图24示出翼216的替代实施例。应当理解，翼216适用于根据本公开的可伸缩翼机构，并且例如可以与图14a至图14e中所示的可伸缩翼机构一起使用。翼216具有根部218和尖端(未示出)。

根部218适配成附接到收缩机构，如将在下面进一步描述的。根部218可以与翼216成为一体，或者可以单独形成然后接合到翼216。根部218包括固体主体，该固体主体具有跨越翼216的第一纵向端部206延伸的平坦表面204，并且该平坦表面在垂直于纵向方向的方向上具有一定高度。根部218的固体主体在第一表面122和第二表面124之间从翼216的第一侧边缘226延伸到第二侧边缘228。从根部218的固体主体切出一部分以在纵向方向上形成从平坦表面204延伸到根部218的凹部208。凹部208在壁210、212之间延伸，壁形成在凹部208的任一侧上并且分别沿着前侧边缘226和后侧边缘228延伸。

在平面图中为矩形的第一钢板300和第二钢板302在其上设置有与相应的壁210、212的相应的内表面308、310配合布置的平坦的矩形表面。圆柱形轴304、306设置成从钢板300、302向外延伸并且延伸超过壁210、212，从而在原位时沿着旋转轴线236并且与其同轴延伸。如例如在图22中看到的，轴304、306可以通过设置在其间的圆柱形主体或垫片310附接到相应的钢板300、302。在一个优选实施例中，可以提供一个或多个铰链(未示出)以将根部218附接到轴304、306，使得根部218和翼216可围绕轴304、306旋转。铰链(未示出)可以是根部218的组成部分或着可以附接到其上。

将适于连接到用于施加垂直向下的力的装置(未示出)的部件312插入凹部208中，以使部件位于矩形钢板300、302之间并与其连接。在一个优选实施例中，用于施加竖直向下力的装置是线性致动器(未示出)。在图22至图24所示的实施例中，部件312包括第三矩形钢板314和第四矩形钢板316，第三矩形钢板和第四矩形钢板适配成分别抵靠于第一钢板300和第二钢板302并与其配合接合。钢板在平面图中是矩形的，并且适配成通过延伸穿过第一钢板300、第二钢板302、第三钢板314和第四钢板316中的对准的孔318的螺栓(未示出)而附接到第一钢板300和第二钢板302。应当理解，可以替代地使用用于将部件312连接到轴304、306的其它布置，使得螺栓连接在一起的矩形钢板的使用仅仅是连接布置的一种可能的实施例。

部件312还包括主体320，该主体附接至第三矩形钢板314和第四矩形钢板316并在它们之间延伸，并且主体具有垂直于旋转轴线延伸的阴螺纹部分322以容纳致动器(未示出)的螺纹杆(未示出)，该致动器提供向下的力。在图24所示的优选实施例中，主体320包括第一凸缘(未示出)，该第一凸缘沿着旋转轴线垂直于第三板314朝向第四板316延伸。主体320还包括第二凸缘326，该第二凸缘沿着旋转轴线垂直于第四板316朝向第三板314延伸。中空圆柱体部分328在第一凸缘和第二凸缘326之间延伸，使得中空圆柱体部分328的纵向轴线X垂直于旋转轴线延伸并且在原位时划分旋转轴线。阴螺纹部分322设置在中空圆柱体部分328的内表面上。主体320支撑在平行于旋转轴线、在第三钢板300和第四钢板302之间延伸的第五钢板324上。

应当理解，轴304、306对应于图15的实施例的轴承38。此外，尽管未在图22至图24中示出，但是如在图15的实施例中那样，将在翼上设置另外的轴承以与翼收缩机构的引导槽(未示出)接合。当组装并用于如图22至图24所示的可伸缩翼机构中时，翼216可以围绕轴304、306旋转。

在一个优选的实施例(未示出)中，其中第一翼和第二翼分别设置成在使用中从船舶的左舷侧和右舷侧向外延伸，第一翼和第二翼可以共用共同的旋转轴线，使得第一翼和第二翼在使用中围绕轴304、306在其任一侧上旋转。

应当理解，可以修改图22至图24所示的结构以与用于施加向下的力的替代装置一起使用，例如图1至图6所示的液压绞盘。所示的布置允许翼和可伸缩翼机构更容易地组装在船舶的船体或其它结构中和/或从船舶的船体或其它结构移除。在诸如船只的船体的结构内根据图22至图24组装翼收缩机构和翼的方法包括以下步骤：将第一钢板300和第二钢板302通过从其延伸的轴304、306附接到翼根部218的相应壁210、212的内表面308、310。然后，如果翼根部218尚未与翼216形成整体，则将翼根部218附接到翼。

接下来，将翼216通过船体中的孔口14中的一个孔口插入船体并根据需要进行定位。当用于诸如图14a至图14e所示的可伸缩翼机构中时，翼上的各种引导轴承(未示出)与相应的引导槽(未示出)接合。然后，将部件312插入第一钢板300和第二钢板302之间，并通过螺栓(未示出)与其接合，如上所述。然后，可以将致动器杆(未示出)插入阴螺纹部分322中并与其接合。

以与上述组装方法类似的方式，当需要从船只中取出翼以对翼进行维护或更换翼时，图22至图24的实施例允许以直接且经济有效的方式实现这一点。首先，移除将部件312附接到翼的螺栓(未示出)。然后，从第一钢板300和第二钢板302之间移除部件312。优选地，这是通过使致动杆(未示出)以及阴螺纹部分322和其中阴螺纹部分附接到的部件312一起沿向上方向移动来实现。然后，可以将翼从收缩机构中自由地取出，并通过船体中的孔口14从船体中取出。

本领域技术人员将认识到，可以在本文阐述的本发明的各个方面的范围内对上述实施例进行许多变化和修改。

Claims (39)

1.一种可伸缩翼机构，其包括：

翼，其布置成在处于缩回位置时基本平行于第一轴线延伸；

旋转轴线，所述翼能够围绕所述旋转轴线旋转；

装置，其使作用力沿平行于所述第一轴线的第一方向作用在所述翼上，以在使用时使所述翼和所述旋转轴线在所述第一方向上移动；以及

力矩产生装置，其配置成使得在使用时所述翼上的所述作用力产生力矩，所述力矩使所述翼围绕所述旋转轴线旋转，同时所述旋转轴线沿所述第一方向移动。

2.根据权利要求1所述的可伸缩翼机构，其中所述旋转轴线联接到所述翼。

3.根据权利要求1或2所述的可伸缩翼机构，其中所述旋转轴线位于所述第一轴线上。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述力矩产生装置包括用于与联接至所述翼的定位构件接合的引导构件。

5.根据权利要求4所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件相对于所述第一方向以一角度延伸，使得在使用时，所述作用力在所述定位构件处产生沿垂直于所述引导构件的所述角度的线作用的反作用力，并且所述力矩取决于所述反作用力的所述线与穿过所述旋转轴线的平行线之间的距离。

6.根据权利要求5所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件相对于所述第一轴线延伸的所述角度沿所述引导构件的范围而变化，以在所述定位构件沿着所述引导构件行进时控制所述翼的旋转速率。

7.根据权利要求5或6所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件包括第一部分和第二部分，所述第一部分相对于所述第一轴线成第一角度延伸，且所述第二部分相对于所述第一轴线成第二角度延伸超过所述第一部分，其中所述第二角度大于所述第一角度。

8.根据权利要求5或6所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件包括相对于所述第一轴线成第一角度延伸的第一部分和延伸超过所述第一部分并朝向所述第一轴线延伸的第二部分。

9.根据权利要求7或8所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件还包括在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的弯曲部分。

10.根据权利要求7、8或9所述的可伸缩翼机构，其中所述第一角度在0°至30°的范围内。

11.根据权利要求7、9或10所述的可伸缩翼机构，其中所述第二角度在45°至90°的范围内。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件包括槽。

13.根据权利要求4至12中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述定位构件包括一个或多个轴承或轮。

14.根据权利要求4至13中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述力矩产生装置包括多个引导构件，所述引导构件用于与联接至所述翼的多个定位构件接合，并且其中所述多个引导构件沿循不同的路径，从而至少在所述多个引导构件的一部分范围内产生不同的力矩。

15.根据权利要求4至14中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述翼包括：

尖端；

根部；

第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面在所述尖端和所述根部之间延伸；以及

第一侧边缘和第二侧边缘，所述第一侧边缘和第二侧边缘在所述第一表面和所述第二表面的任一侧接合所述第一表面和第二表面。

16.根据权利要求4至15中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述定位构件设置在所述根部处。

17.根据权利要求15或16所述的可伸缩翼机构，其中与所述翼的所述第一侧边缘联接的第一定位构件接合第一引导构件，并且与所述翼的所述第二侧边缘联接的第二定位构件接合第二引导构件。

18.根据权利要求4至17中任一项所述的可伸缩翼机构，还包括：

其它引导构件，其平行于所述第一轴线延伸；以及

其它定位构件，其联接到所述翼并且能够沿着所述其它引导构件移动。

19.根据权利要求18所述的可伸缩翼机构，其中所述其它定位构件在所述旋转轴线上居中。

20.根据权利要求18或19所述的可伸缩翼机构，其中在所述翼的第一侧边缘附近设置有第一其它引导构件和第一其它定位构件，并且在所述翼的第二侧边缘附近设置有第二其它引导构件和第二其它定位构件。

21.根据权利要求17至20中的任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述第一引导构件沿循第一路径，并且所述第二引导构件沿循第二路径，其中所述第二路径不同于所述第一路径，使得至少在所述第二引导构件的一部分范围内通过所述第一引导构件产生的力矩与通过所述第二引导构件产生的力矩不同。

22.根据前述权利要求中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述机构包括两个翼。

23.根据权利要求22所述的可伸缩翼机构，其中所述翼共享所述旋转轴线，并且其中所述力矩使所述翼在使用中远离彼此地旋转。

24.根据权利要求22或23所述的可伸缩翼机构，其中所述翼具有根部，所述根部配置成当所述翼处于展开位置时彼此邻接。

25.根据权利要求4至24中任一项所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件配置成当所述翼处于展开位置时产生力矩以抵抗用于使所述翼朝向所述第一轴线旋转的力。

26.根据权利要求25所述的可伸缩翼机构，其中所述引导构件包括在所述引导构件的下部范围内相对于所述第一方向以在0°至30°之间的角度延伸的部分，并且所述机构配置成使得当所述翼处于展开位置时，所述定位构件位于所述部分内。

27.根据权利要求26所述的可伸缩翼机构，其中所述部分相对于所述第一轴线以在0°至10°之间的角度延伸。

28.根据前述权利要求中任一项所述的可伸缩翼机构，进一步包括止动件，所述止动件用于限制所述旋转轴线在所述第一方向上的运动，其中所述力矩产生装置配置成使得在使用时所述翼围绕所述旋转轴线进一步旋转，同时由所述止动件阻止所述旋转轴线进一步运动。

29.根据前述权利要求中任一项所述的可伸缩翼机构，其中用于使所述作用力作用于所述翼的所述装置包括：

适配成能够移除地附接到所述翼的部件。

30.根据权利要求29所述的可伸缩翼机构，其中，

所述翼包括翼根部，

凹部，所述凹部形成在所述翼根部中，所述凹部沿着所述旋转轴延伸，并且

所述部件适配成在可移除地附接到所述翼之前插入到所述凹部中。

31.一种在结构内组装如权利要求29或30所述的可伸缩翼机构的方法，所述方法包括：

将所述翼通过所述结构中的孔口插入所述结构中；

将所述翼联接到位于所述结构内的所述力矩产生装置；以及

将所述部件附接到所述翼。

32.一种船舶或船只，其包括：

船体；以及

如权利要求1至30中任一项所述的可伸缩翼机构，

其中所述翼适配成在处于所述缩回位置时在所述船体内沿基本竖直的方向延伸，并且适配成在完全展开时在所述船体外部延伸并与所述竖直方向成一角度延伸。

33.根据权利要求32所述的船舶或船只，其中所述翼适配成在完全展开时在所述船体外部延伸并相对于所述竖直方向成至少45°的角度延伸。

34.根据权利要求32或33所述的船舶或船只，其还包括所述船体中的孔口，其中每个翼在使用时通过所述孔口展开，其中在所述翼的所述尖端上设置小翼以在所述翼处于所述缩回位置时在所述孔口上形成密封。

35.根据权利要求32至34中任一项所述的船舶或船只，其中关于所述船体的形状和所述船体中的孔口的位置来确定定位构件相对于所述翼的位置、和/或所述翼的形状、和/或引导构件的所述路径，其中每个翼在使用中通过所述孔口展开。

36.根据权利要求1所述的可伸缩翼机构，其中所述力矩产生装置包括用于在从所述旋转轴线移除的点处向所述翼施加所述作用力的装置。

37.根据权利要求36所述的可伸缩翼机构，其中所述翼的根部具有弯曲表面，所述弯曲表面配置成与所述装置接触，以随着所述翼的旋转而在距所述旋转轴线的不同距离处施加所述作用力。

38.根据权利要求1、2或3所述的可伸缩翼机构，其中所述力矩产生装置包括连杆。

39.根据权利要求38所述的可伸缩翼机构，其中所述连杆是剪式连杆。

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