CN111976911B - 航海船体平衡装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了航海船体平衡装置及其安装方法，属于船舶技术领域，本平衡装置包括：体，船体内部设有平衡仓；设于平衡仓底面的分隔箱体沿平衡仓底面对称中线布设，分隔箱体两侧设有与其垂直的分隔板体；第一平衡箱，第一平衡箱固接于平衡仓内仓顶面且与分隔箱体位置对应，第一平衡箱内放置流动介质，第一平衡箱两对应箱壁上开设有出料通孔；导向组件，导向组件设于第一平衡箱与分隔箱体之间，导向组件包括转动件，转动件旋转方向与船体倾斜方向相反。本发明利用重心作用对船体的倾斜自动矫正，在船体行驶过程中或船体停泊时减小船体摇摆，保持船体稳定和平衡，降低现有船底空仓可能加速船体在恶劣环境下船体侧翻的风险。

Description

航海船体平衡装置及其安装方法

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种航海船体平衡装置及其安装方法。

背景技术

水上运输工具或水上作业平台，受水面的风浪颠簸影响很大。其中船舶的摇摆，可能产生六个自由度的运动即：横荡，纵荡，艏摇，横摇，纵摇，垂荡。船舶在外力作用下，即在风浪作用下作周期性的左右横摇和前后摇摆的运动，称为摇摆性。船舶摇摆性是一种有害的性能，剧烈的摇荡会降低航速，造成货损，损坏船体和机器，使旅客晕船，影响船员生活和工作等，如果在恶劣的环境下，船体的摇摆很可能造成船体的倾覆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航海船体平衡装置及其安装方法，利用重心作用对船体的倾斜自动矫正，在船体行驶过程中或船体停泊时减小船体摇摆，保持船体稳定和平衡，降低现有船底空仓可能加速船体在恶劣环境下船体侧翻的风险。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：航海船体平衡装置，包括：

船体，船体内部设有平衡仓；

分隔箱体，分隔箱体设于平衡仓底面，沿平衡仓底面对称中线布设，分隔箱体两侧设有与其垂直的分隔板体，且分隔板体与平衡仓仓壁面连接，分隔箱体和分隔板体将平衡仓仓底分割成间隔分布的调节仓；

第一平衡箱，第一平衡箱固接于平衡仓内仓顶面且与分隔箱体位置对应，第一平衡箱内放置流动介质，第一平衡箱两对应箱壁上开设有出料通孔；

导向组件，导向组件设于第一平衡箱与分隔箱体之间，导向组件包括转动件，转动件旋转方向与船体倾斜方向相反，转动件表面环绕布设导料板体，

分隔箱体内部中空，连接分隔板体的分隔箱体箱体侧面开设有与分隔箱体内部连通的调节通孔。

船体上设有重力传感器和工控机，工控机与导向组件连接控制转动件转动方向。

本发明利用分隔箱体和分隔板体分割成若干调节仓，通过在调节仓内放置流动介质的方式，在船体因水面波浪作用下晃动过程中带动平衡仓底部的各调节仓内的流动介质相对波浪形状异相移动，利用流动介质的重力来抵消波浪对船体的扰动，从而实现减小船体摇晃以保证船体平稳行驶，且将平衡仓仓底分隔层若干调节仓的方式以减小现有平衡仓空间较大可能导致增摇的现象，分隔板体上可均设通孔，流动介质可通过分隔箱体上的调节通孔分别达到各调节仓内，调节通孔的设置保证了流动介质在调节仓之间的流动增大流动介质流通路径且缩小流通量，减小了各调节仓之间短时间介质交换量避免“增摇”情况出现，更进一步的，在船体晃动过程中船体向一侧倾斜，第一平衡箱内流动介质从第一平衡箱一侧的出料通孔流出，同时工控机根据重力传感器判断船体倾斜方向并控制转动件旋转方向与船体倾斜方向相反使第一平衡箱流出的流动介质落到船体倾斜方向相反的调节仓内，改变船体重心位置从而保证船体平稳性，并且流动介质从水平位置较高的第一平衡箱落到水平位置较低的调节仓内达到船体重心向下稳定的作用，使船体快速恢复平衡，在船体恢复平衡的过程中流动介质通过调节通孔流入分隔箱体内再均匀流入各调节仓内以减小船体横摇，同时从第一平衡箱落入调节仓内的流动介质可对波浪对船体造成振动起到较好的吸收作用以降低共振发生率，通过在船体设置上述平衡仓等设计可适用于全航速条件下船体减摇保证船体航行稳定和平衡，成本低且免维修。

可选的，第一平衡箱外侧设有挡料板，挡料板截面为“┓”形状，挡料板设于第一平衡箱的出料通孔上侧。挡料板的结构形状设计用于限定第一平衡箱内的流动介质从出料通孔内流出后的落料范围，控制流动介质大部分向下落到转动件上。

可选的，分隔箱体上表面为外凸弧形面，分隔箱体内置有一竖直放置的平衡杆，平衡杆中部开设两端半圆头的通槽，通槽内穿接有一圆柱杆体使平衡杆挂接在圆柱杆体上，平衡杆底部连接球状的配重件。通过在分隔箱体上表面设置外凸弧形面的方式避免流动介质在分隔箱体上的停留以及利用弧面有利于下落的流动介质流入到预定的调节仓内利于船体的快速平稳，其中在分隔箱体内设定平衡杆配合其底部设有的配重件利用重心原理来对船体受波浪影响摇晃时起到平衡稳定作用，在船体倾斜初期配重件和平衡杆可对分隔箱体内因倾斜向倾斜端流动的流动介质起到一定的阻挡作用，减缓流动介质向倾斜端调节仓快速流动，在船体晃动过程中保证分隔箱体内存留较多的流动介质起到压舱效果。

可选的，船体上阵列布设第一平衡组件，第一平衡组件包括平衡板体，平衡板体上设有丝杆和与丝杆平行设置的导轨，导轨设于平衡板体表面，丝杆由至少两根具有间距的支撑板支撑，丝杆一端连接驱动电机，支撑板之间的丝杆上设有平衡配重基件，平衡板体两端部分别设有重力传感器，平衡板体上还设有工控机，工控机分别与重力传感器和驱动电机连接。工控机可选用单片机代替，平衡板体上可选用外壳将其上部的部件罩住，外壳与平衡板体连接处设有密封条。第一平衡组件的设计通过驱动电机来驱动丝杆旋转带动平衡配重基件的位移来调节重心位置，以此来对船舶晃动过程中起到稳定船身作用，并通过对第一平衡组件阵列布设的方式来提高重心调节的精准性，并且第一平衡组件对于船体装载货物时造成的左右不平衡也可通过控制平衡配重基件的位置来保持船体的平衡。

可选的，平衡板体底面两端分别连接弹性支撑件，弹性支撑件包括与平衡板体底面连接的第一连接板，第一连接板底面通过间隔布设且为竖直的第一减振柱连接第二连接板，第二连接板与水平面倾斜设置，第二连接板底面通过第二减振柱与船体连接。利用第一、二减振柱对平衡板体上的部件起到有效的支撑并吸收晃动造成的振动来保持平衡板体上的部件平稳。

可选的，平衡配重基件内设有两配重箱体，配重箱体沿丝杆对称布设在平衡配重基件两侧，配重箱体内设有与丝杆平行的转轴，转轴两端与配重箱体箱壁采用轴承连接，转轴上对称连接有配重板体。平衡配重件在丝杆的作用下相对位移，进而通过重心位移来调整船体平稳，减小船体左右的晃荡，进一步通过在平衡配重基件内设置可相对转轴旋转的配重板体这样在平衡配重基件随丝杆位移过程中可利用配重板体来辅助调节重心位置并且配重板体相对转轴的旋转运动对平衡配重基件具有一定下压作用，降低平衡配重基件受船体倾斜导致的惯性移动影响，保证重心调节精准。

一种航海船体平衡装置的安装方法，步骤如下：

-在船体内开设中空的平衡仓，沿平衡仓底面对称中线布设分隔箱体，分隔箱体两侧设有与其垂直的分隔板体，且分隔板体与平衡仓仓壁面连接，分隔箱体和分隔板体将平衡仓仓底分割成间隔分布的调节仓；

-在平衡仓内仓顶面固接与分隔箱体位置对应的第一平衡箱，将流动介质放入第一平衡箱内，第一平衡箱两对应箱壁上开设有出料通孔，放入的流动介质在第一平衡箱倾斜时从一侧的出料通孔流出；

-在第一平衡箱与分隔箱体之间安装导向组件，导向组件包括转动件，转动件表面环绕布设导料板体；

-在船体上安装重力传感器和工控机，工控机与导向组件连接，在第一平衡箱倾斜时流动介质从第一平衡箱一侧的出料通孔流出，同时工控机根据重力传感器判断船体倾斜方向并控制转动件旋转方向与船体倾斜方向相反使第一平衡箱流出的流动介质落到船体倾斜方向相反的调节仓内。

本发明利用分隔箱体和分隔板体分割成若干调节仓，通过在调节仓内放置流动介质的方式，在船体因水面波浪作用下晃动过程中带动平衡仓底部的各调节仓内的流动介质相对波浪形状异相移动，利用流动介质的重力来抵消波浪对船体的扰动，从而实现减小船体摇晃以保证船体平稳行驶，且将平衡仓仓底分隔层若干调节仓的方式以减小现有平衡仓空间较大可能导致增摇的现象，分隔板体上可均设通孔，流动介质可通过分隔箱体上的调节通孔分别达到各调节仓内，调节通孔的设置保证了流动介质在调节仓之间的流动增大流动介质流通路径且缩小流通量，减小了各调节仓之间短时间介质交换量避免“增摇”情况出现，更进一步的，在船体晃动过程中船体向一侧倾斜，第一平衡箱内流动介质从第一平衡箱一侧的出料通孔流出，同时工控机根据重力传感器判断船体倾斜方向并控制转动件旋转方向与船体倾斜方向相反使第一平衡箱流出的流动介质落到船体倾斜方向相反的调节仓内，改变船体重心位置从而保证船体平稳性，并且流动介质从水平位置较高的第一平衡箱落到水平位置较低的调节仓内达到船体重心向下稳定的作用，使船体快速恢复平衡，在船体恢复平衡的过程中流动介质通过调节通孔流入分隔箱体内再均匀流入各调节仓内以减小船体横摇，同时从第一平衡箱落入调节仓内的流动介质可对波浪对船体造成振动起到较好的吸收作用以降低共振发生率，通过在船体设置上述平衡仓等设计可适用于全航速条件下船体减摇保证船体航行稳定和平衡，成本低且免维修。

可选的，安装的分隔箱体内部中空，连接分隔板体的分隔箱体箱体侧面开设有与分隔箱体内部连通的调节通孔。

可选的，分隔箱体上表面为外凸弧形面，分隔箱体内置有一竖直放置的平衡杆，平衡杆中部开设两端半圆头的通槽，通槽内穿接有一圆柱杆体使平衡杆挂接在圆柱杆体上，平衡杆底部连接球状的配重件。通过在分隔箱体上表面设置外凸弧形面的方式避免流动介质在分隔箱体上的停留以及利用弧面有利于下落的流动介质流入到预定的调节仓内利于船体的快速平稳，其中在分隔箱体内设定平衡杆配合其底部设有的配重件利用重心原理来对船体受波浪影响摇晃时起到平衡稳定作用，在船体倾斜初期配重件和平衡杆可对分隔箱体内因倾斜向倾斜端流动的流动介质起到一定的阻挡作用，减缓流动介质向倾斜端调节仓快速流动，在船体晃动过程中保证分隔箱体内存留较多的流动介质起到压舱效果。

可选的，船体上阵列布设第一平衡组件，第一平衡组件包括平衡板体，平衡板体上设有丝杆和与丝杆平行设置的导轨，导轨设于平衡板体表面，丝杆由至少两根具有间距的支撑板支撑，丝杆一端连接驱动电机，支撑板之间的丝杆上设有平衡配重基件，平衡板体两端部分别设有重力传感器，平衡板体上还设有工控机，工控机分别与重力传感器和驱动电机连接；

可选的，平衡板体底面两端分别连接弹性支撑件，弹性支撑件包括与平衡板体底面连接的第一连接板，第一连接板底面通过间隔布设且为竖直的第一减振柱连接第二连接板，第二连接板与水平面倾斜设置，第二连接板底面通过第二减振柱与船体连接；

可选的，平衡配重基件内设有两配重箱体，配重箱体沿丝杆对称布设在平衡配重基件两侧，配重箱体内设有与丝杆平行的转轴，转轴两端与配重箱体箱壁采用轴承连接，转轴上对称连接有配重板体。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明由于采用了分隔箱体和分隔板体分割成若干调节仓，通过在调节仓内放置流动介质的方式，在船体因水面波浪作用下晃动过程中带动平衡仓底部的各调节仓内的流动介质相对波浪形状异相移动，利用流动介质的重力来抵消波浪对船体的扰动，从而实现减小船体摇晃以保证船体平稳行驶。因此，本发明是一种航海船体平衡装置及其安装方法，利用重心作用对船体的倾斜自动矫正，在船体行驶过程中或船体停泊时减小船体摇摆，保持船体稳定和平衡，降低现有船底空仓可能加速船体在恶劣环境下船体侧翻的风险。

附图说明

图1为航海船体平衡装置示意图；

图2为船体向左倾斜状态示意图；

图3为船体向右倾斜状态示意图；

图4为平衡仓随船体向左倾斜状态示意图；

图5为平衡仓随船体向右倾斜状态示意图；

图6为第一平衡箱内部示意图；

图7为导向组件示意图；

图8为平衡仓俯视图；

图9为分隔箱体剖视图；

图10为第一平衡组件结构示意图；

图11为平衡配重基件剖视图；

图12为减摇组件在船体外部安装示意图；

图13为减摇组件的剖视图；

图14横摇试验中各组船体的横摇力矩图。

附图标号：10-船体；11-平衡仓；20-减摇组件；30-第一平衡组件；31-平衡板体；32-导轨；33-平衡配重基件；332-配重箱体；333-配重板体；334-转轴；34-丝杆；35-支撑板；36-驱动电机；37-第一连接板；38-第一减振柱；39-第二连接板；310-第二减振柱；40-第一平衡箱；41-导向组件；411-转动件；412-导料板体；42-出料通孔；43-挡料板；50-分隔箱体；51-分隔板体；52-平衡杆；53-通槽；54-配重件；55-调节通孔；60-调节仓体；70-工控机；71-重力传感器；80-减摇板体；81-支撑环套；82-紧固件。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

参见附图1-11所示，航海船体平衡装置，包括：

船体10，船体10内部设有平衡仓11；

分隔箱体50，分隔箱体50设于平衡仓11底面，沿平衡仓11底面对称中线布设，分隔箱体50两侧设有与其垂直的分隔板体51，且分隔板体51与平衡仓11仓壁面连接，分隔箱体50和分隔板体51将平衡仓11仓底分割成间隔分布的调节仓60；

第一平衡箱40，第一平衡箱40固接于平衡仓11内仓顶面且与分隔箱体50位置对应，第一平衡箱40内放置流动介质，第一平衡箱40两对应箱壁上开设有出料通孔42；

导向组件41，导向组件41设于第一平衡箱40与分隔箱体50之间，导向组件41包括转动件411，转动件411旋转方向与船体10倾斜方向相反，转动件411表面环绕布设导料板体412，

分隔箱体50内部中空，连接分隔板体51的分隔箱体50箱体侧面开设有与分隔箱体50内部连通的调节通孔55。

船体10上设有重力传感器71和工控机70，工控机70与导向组件41连接控制转动件411转动方向。

本发明利用分隔箱体50和分隔板体51分割成若干调节仓60，通过在调节仓60内放置流动介质的方式，在船体10因水面波浪作用下晃动过程中带动平衡仓11底部的各调节仓60内的流动介质相对波浪形状异相移动，利用流动介质的重力来抵消波浪对船体10的扰动，从而实现减小船体10摇晃以保证船体平稳行驶，且将平衡仓11仓底分隔层若干调节仓60的方式以减小现有平衡仓空间较大可能导致增摇的现象，分隔板体51上可均设通孔，流动介质可通过分隔箱体50上的调节通孔55分别达到各调节仓60内，调节通孔55的设置保证了流动介质在调节仓60之间的流动增大流动介质流通路径且缩小流通量，减小了各调节仓60之间短时间介质交换量避免“增摇”情况出现，更进一步的，在船体10晃动过程中船体10向一侧倾斜，第一平衡箱40内流动介质从第一平衡箱40一侧的出料通孔42流出，同时工控机70根据重力传感器71判断船体10倾斜方向并控制转动件411旋转方向与船体10倾斜方向相反使第一平衡箱40流出的流动介质落到船体10倾斜方向相反的调节仓60内，改变船体重心位置从而保证船体平稳性，并且流动介质从水平位置较高的第一平衡箱40落到水平位置较低的调节仓60内达到船体重心向下稳定的作用，使船体10快速恢复平衡，在船体恢复平衡的过程中流动介质通过调节通孔55流入分隔箱体50内再均匀流入各调节仓60内以减小船体10横摇，同时从第一平衡箱40落入调节仓60内的流动介质可对波浪对船体造成振动起到较好的吸收作用以降低共振发生率，通过在船体10设置上述平衡仓11等设计可适用于全航速条件下船体减摇保证船体航行稳定和平衡，成本低且免维修。

第一平衡箱40外侧设有挡料板43，挡料板43截面为“┓”形状，挡料板43设于第一平衡箱40的出料通孔42上侧。挡料板43的结构形状设计用于限定第一平衡箱40内的流动介质从出料通孔42内流出后的落料范围，控制流动介质大部分向下落到转动件411上。

分隔箱体50上表面为外凸弧形面，分隔箱体50内置有一竖直放置的平衡杆52，平衡杆52中部开设两端半圆头的通槽53，通槽53内穿接有一圆柱杆体使平衡杆52挂接在圆柱杆体上，平衡杆52底部连接球状的配重件54。通过在分隔箱体50上表面设置外凸弧形面的方式避免流动介质在分隔箱体50上的停留以及利用弧面有利于下落的流动介质流入到预定的调节仓60内利于船体的快速平稳，其中在分隔箱体50内设定平衡杆52配合其底部设有的配重件54利用重心原理来对船体受波浪影响摇晃时起到平衡稳定作用，在船体10倾斜初期配重件54和平衡杆52可对分隔箱体50内因倾斜向倾斜端流动的流动介质起到一定的阻挡作用，减缓流动介质向倾斜端调节仓60快速流动，在船体10晃动过程中保证分隔箱体50内存留较多的流动介质起到压舱效果。

船体10上阵列布设第一平衡组件30，第一平衡组件30包括平衡板体31，平衡板体31上设有丝杆34和与丝杆34平行设置的导轨32，导轨32设于平衡板体31表面，丝杆34由至少两根具有间距的支撑板35支撑，丝杆34一端连接驱动电机36，支撑板35之间的丝杆34上设有平衡配重基件33，平衡板体31两端部分别设有重力传感器71，平衡板体31上还设有工控机71，工控机70分别与重力传感器71和驱动电机36连接。工控机70可选用单片机代替，平衡板体31上可选用外壳将其上部的部件罩住，外壳与平衡板体31连接处设有密封条。第一平衡组件30的设计通过驱动电机36来驱动丝杆34旋转带动平衡配重基件33的位移来调节重心位置，以此来对船舶晃动过程中起到稳定船身作用，并通过对第一平衡组件30阵列布设的方式来提高重心调节的精准性，并且第一平衡组件30对于船体10装载货物时造成的左右不平衡也可通过控制平衡配重基件33的位置来保持船体的平衡。

平衡板体31底面两端分别连接弹性支撑件，弹性支撑件包括与平衡板体31底面连接的第一连接板37，第一连接板37底面通过间隔布设且为竖直的第一减振柱38连接第二连接板39，第二连接板39与水平面倾斜设置，第二连接板39底面通过第二减振柱310与船体10连接。利用第一、二减振柱对平衡板体31上的部件起到有效的支撑并吸收晃动造成的振动来保持平衡板体31上的部件平稳。

平衡配重基件33内设有两配重箱体332，配重箱体332沿丝杆34对称布设在平衡配重基件33两侧，配重箱体332内设有与丝杆34平行的转轴334，转轴334两端与配重箱体332箱壁采用轴承连接，转轴334上对称连接有配重板体333。平衡配重件33在丝杆34的作用下相对位移，进而通过重心位移来调整船体10平稳，减小船体左右的晃荡，进一步通过在平衡配重基件33内设置可相对转轴334旋转的配重板体333这样在平衡配重基件33随丝杆34位移过程中可利用配重板体333来辅助调节重心位置并且配重板体333相对转轴334的旋转运动对平衡配重基件33具有一定下压作用，降低平衡配重基件33受船体10倾斜导致的惯性移动影响，保证重心调节精准。

实施例2：

参见附图1-11所示，一种航海船体平衡装置的安装方法，步骤如下：

-在船体10内开设中空的平衡仓11，沿平衡仓11底面对称中线布设分隔箱体50，分隔箱体50两侧设有与其垂直的分隔板体51，且分隔板体51与平衡仓11仓壁面连接，分隔箱体50和分隔板体51将平衡仓11仓底分割成间隔分布的调节仓60；

-在平衡仓11内仓顶面固接与分隔箱体50位置对应的第一平衡箱40，将流动介质放入第一平衡箱40内，第一平衡箱40两对应箱壁上开设有出料通孔42，放入的流动介质在第一平衡箱40倾斜时从一侧的出料通孔42流出；

-在第一平衡箱40与分隔箱体50之间安装导向组件41，导向组件41包括转动件411，转动件411表面环绕布设导料板体412；

-在船体10上安装重力传感器71和工控机70，工控机70与导向组件41连接，在第一平衡箱40倾斜时流动介质从第一平衡箱40一侧的出料通孔42流出，同时工控机70根据重力传感器71判断船体10倾斜方向并控制转动件411旋转方向与船体10倾斜方向相反使第一平衡箱40流出的流动介质落到船体10倾斜方向相反的调节仓60内。

本发明利用分隔箱体50和分隔板体51分割成若干调节仓60，通过在调节仓60内放置流动介质的方式，在船体10因水面波浪作用下晃动过程中带动平衡仓11底部的各调节仓60内的流动介质相对波浪形状异相移动，利用流动介质的重力来抵消波浪对船体10的扰动，从而实现减小船体10摇晃以保证船体平稳行驶，且将平衡仓11仓底分隔层若干调节仓60的方式以减小现有平衡仓空间较大可能导致增摇的现象，分隔板体51上可均设通孔，流动介质可通过分隔箱体50上的调节通孔55分别达到各调节仓60内，调节通孔55的设置保证了流动介质在调节仓60之间的流动增大流动介质流通路径且缩小流通量，减小了各调节仓60之间短时间介质交换量避免“增摇”情况出现，更进一步的，在船体10晃动过程中船体10向一侧倾斜，第一平衡箱40内流动介质从第一平衡箱40一侧的出料通孔42流出，同时工控机70根据重力传感器71判断船体10倾斜方向并控制转动件411旋转方向与船体10倾斜方向相反使第一平衡箱40流出的流动介质落到船体10倾斜方向相反的调节仓60内，改变船体重心位置从而保证船体平稳性，并且流动介质从水平位置较高的第一平衡箱40落到水平位置较低的调节仓60内达到船体重心向下稳定的作用，使船体10快速恢复平衡，在船体恢复平衡的过程中流动介质通过调节通孔55流入分隔箱体50内再均匀流入各调节仓60内以减小船体10横摇，同时从第一平衡箱40落入调节仓60内的流动介质可对波浪对船体造成振动起到较好的吸收作用以降低共振发生率，通过在船体10设置上述平衡仓11等设计可适用于全航速条件下船体减摇保证船体航行稳定和平衡，成本低且免维修。

安装的分隔箱体50内部中空，连接分隔板体51的分隔箱体50箱体侧面开设有与分隔箱体50内部连通的调节通孔55。

分隔箱体50上表面为外凸弧形面，分隔箱体50内置有一竖直放置的平衡杆52，平衡杆52中部开设两端半圆头的通槽53，通槽53内穿接有一圆柱杆体使平衡杆52挂接在圆柱杆体上，平衡杆52底部连接球状的配重件54。通过在分隔箱体50上表面设置外凸弧形面的方式避免流动介质在分隔箱体50上的停留以及利用弧面有利于下落的流动介质流入到预定的调节仓60内利于船体的快速平稳，其中在分隔箱体50内设定平衡杆52配合其底部设有的配重件54利用重心原理来对船体受波浪影响摇晃时起到平衡稳定作用，在船体10倾斜初期配重件54和平衡杆52可对分隔箱体50内因倾斜向倾斜端流动的流动介质起到一定的阻挡作用，减缓流动介质向倾斜端调节仓60快速流动，在船体10晃动过程中保证分隔箱体50内存留较多的流动介质起到压舱效果。

船体10上阵列布设第一平衡组件30，第一平衡组件30包括平衡板体31，平衡板体31上设有丝杆34和与丝杆34平行设置的导轨32，导轨32设于平衡板体31表面，丝杆34由至少两根具有间距的支撑板35支撑，丝杆34一端连接驱动电机36，支撑板35之间的丝杆34上设有平衡配重基件33，平衡板体31两端部分别设有重力传感器71，平衡板体31上还设有工控机71，工控机70分别与重力传感器71和驱动电机36连接；工控机70可选用单片机代替，平衡板体31上可选用外壳将其上部的部件罩住，外壳与平衡板体31连接处设有密封条。第一平衡组件30的设计通过驱动电机36来驱动丝杆34旋转带动平衡配重基件33的位移来调节重心位置，以此来对船舶晃动过程中起到稳定船身作用，并通过对第一平衡组件30阵列布设的方式来提高重心调节的精准性，并且第一平衡组件30对于船体10装载货物时造成的左右不平衡也可通过控制平衡配重基件33的位置来保持船体的平衡。

平衡板体31底面两端分别连接弹性支撑件，弹性支撑件包括与平衡板体31底面连接的第一连接板37，第一连接板37底面通过间隔布设且为竖直的第一减振柱38连接第二连接板39，第二连接板39与水平面倾斜设置，第二连接板39底面通过第二减振柱310与船体10连接；利用第一、二减振柱对平衡板体31上的部件起到有效的支撑并吸收晃动造成的振动来保持平衡板体31上的部件平稳。

平衡配重基件33内设有两配重箱体332，配重箱体332沿丝杆34对称布设在平衡配重基件33两侧，配重箱体332内设有与丝杆34平行的转轴334，转轴334两端与配重箱体332箱壁采用轴承连接，转轴34上对称连接有配重板体333。平衡配重件33在丝杆34的作用下相对位移，进而通过重心位移来调整船体10平稳，减小船体左右的晃荡，进一步通过在平衡配重基件33内设置可相对转轴334旋转的配重板体333这样在平衡配重基件33随丝杆34位移过程中可利用配重板体333来辅助调节重心位置并且配重板体333相对转轴334的旋转运动对平衡配重基件33具有一定下压作用，降低平衡配重基件33受船体10倾斜导致的惯性移动影响，保证重心调节精准。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为：参见附图12-13所示，船体10外侧面连接有减摇组件20，减摇组件20包括减摇板体80，减摇板体80通过紧固件82与船体10外壁连接固定，减摇板体80与船体10之间的紧固件82上套接有支撑环套81，减摇板体80上由高至低的紧固件82上套接的支撑环套81厚度递减，减摇板体80一端延伸有与减摇板体80垂直的橡胶板，橡胶板与船体10表面抵接。船体10的摇晃很大部分受水面波浪影响导致船体产生横摇甚至纵摇，通过在船体10外侧面设置减摇组件20来减小波浪对船体10的影响，特别是对于船体行驶过程中的影响避免船体10行驶偏航，具体的，在船体10外侧设置与船体10外表面具有间距的减摇板体80，利用减摇板体80来减小波浪与船体10外表面的接触量，增大波浪与减摇板体80的接触而波浪与减摇板体80的接触导致减摇板体80的震荡等通过紧固组件上的支撑环套81来吸收，支撑环套81为弹性橡胶套，通过在减摇板体80一侧设置橡胶板的方式来使进入减摇板体80与船体10表面之间的波浪从减摇板体80另一侧流出，这一过程中进入减摇板体80与船体10表面之间的波浪由于空间受限水体被整流从减摇板体80另一侧流出，这样沿船体10表面流动的水体为规律水流层以降低波浪水流影响，且规律的水流层有利于船体10在水面的行驶降低船体行驶阻力，特别是波浪影响导致的行驶阻力。

对比例1：

本例与实施例1的区别在于，本例中的船体未设平衡仓，船体内放置有配重件设于船底。

对比例2：

本例与实施例2的区别在于，本例中的船体外侧未设减摇组件20，船体10外侧采用气囊袋代替减摇组件20。

横摇试验：

在水槽中对实施例1-2、对比例1-2的航海船体平衡装置进行横摇试验，横摇周期为：8.16s，幅值为θ₀=0.1rad；各组船体的横摇力矩图如图14所示，由图可知实施例2的船体横摇幅度最低，而对比例1的船体横摇幅度较大。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.航海船体平衡装置，包括：

船体（10），所述船体（10）内部设有平衡仓（11）；

分隔箱体（50），所述分隔箱体（50）设于平衡仓（11）底面，沿平衡仓（11）底面对称中线布设，所述分隔箱体（50）两侧设有与其垂直的分隔板体（51），且所述分隔板体（51）与平衡仓（11）仓壁面连接，所述分隔箱体（50）和分隔板体（51）将平衡仓（11）仓底分割成间隔分布的调节仓（60）；

第一平衡箱（40），所述第一平衡箱（40）固接于平衡仓（11）内仓顶面且与分隔箱体（50）位置对应，所述第一平衡箱（40）内放置流动介质，所述第一平衡箱（40）两对应箱壁上开设有出料通孔（42）；

导向组件（41），所述导向组件（41）设于第一平衡箱（40）与分隔箱体（50）之间，所述导向组件（41）包括转动件（411），所述转动件（411）旋转方向与船体（10）倾斜方向相反，所述转动件（411）表面环绕布设导料板体（412），

所述分隔箱体（50）内部中空，连接分隔板体（51）的分隔箱体（50）箱体侧面开设有与分隔箱体（50）内部连通的调节通孔（55）；

所述船体（10）上阵列布设第一平衡组件（30），所述第一平衡组件（30）包括平衡板体（31），所述平衡板体（31）上设有丝杆（34）和与丝杆（34）平行设置的导轨（32），所述导轨（32）设于平衡板体（31）表面，所述丝杆（34）由至少两根具有间距的支撑板（35）支撑，所述丝杆（34）一端连接驱动电机（36），所述支撑板（35）之间的丝杆（34）上设有平衡配重基件（33），所述平衡板体（31）两端部分别设有重力传感器（71），所述平衡板体（31）上还设有工控机（70），所述工控机（70）分别与重力传感器（71）和驱动电机（36）连接。

2.根据权利要求1所述的航海船体平衡装置，其特征是：所述第一平衡箱（40）外侧设有挡料板（43），所述挡料板（43）截面为“┓”形状，所述挡料板（43）设于第一平衡箱（40）的出料通孔（42）上侧。

3.根据权利要求1所述的航海船体平衡装置，其特征是：所述分隔箱体（50）上表面为外凸弧形面，所述分隔箱体（50）内置有一竖直放置的平衡杆（52），所述平衡杆（52）中部开设两端半圆头的通槽（53），所述通槽（53）内穿接有一圆柱杆体使平衡杆（52）挂接在圆柱杆体上，所述平衡杆（52）底部连接球状的配重件（54）。

4.根据权利要求1所述的航海船体平衡装置，其特征是：所述平衡板体（31）底面两端分别连接弹性支撑件，所述弹性支撑件包括与平衡板体（31）底面连接的第一连接板（37），所述第一连接板（37）底面通过间隔布设且为竖直的第一减振柱（38）连接第二连接板（39），所述第二连接板（39）与水平面倾斜设置，所述第二连接板（39）底面通过第二减振柱（310）与船体（10）连接。

5.根据权利要求1所述的航海船体平衡装置，其特征是：所述平衡配重基件（33）内设有两配重箱体（332），所述配重箱体（332）沿丝杆（34）对称布设在平衡配重基件（33）两侧，所述配重箱体（332）内设有与丝杆（34）平行的转轴（334），所述转轴（334）两端与配重箱体（332）箱壁采用轴承连接，所述转轴（334）上对称连接有配重板体（333）。

Images