CN113511309B - 一种船舶智能减摇装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶机械制造领域，公开了船舶智能减摇装置，通过驱动盘等设置，使得配重箱被拉至底座上开设的放置槽内，完成低高度限位，避免船只静止状态下或行驶过程中无需减摇时，由于配重箱的位置过高引起较大阻力，从而增加能耗或影响船只状态，通过驱动电机进一步运转，进而实现快速改变配重箱与多个分弹簧的振动频率，消除谐振现象，提高船只的安全性能，通过电磁铁等设置，改变配重的整体质量，配合货船载荷，确保船体的减摇力度充足，避免船体发生较大的摇摆现象，通过弧形倒角等设置，对配重块进行机械式限位，无需电磁铁长时间保持通电状态，节省能源，提高了减摇装置的实用性。

Description

一种船舶智能减摇装置

技术领域

本发明涉及船舶机械制造领域，具体为船舶智能减摇装置。

背景技术

传统的船舶减摇装置主要有舭龙骨、减摇鳍、舵减摇、减摇水舱、减摇陀螺、减摇重块等。舭龙骨简单、建造成本低，但是船舶的舭部安装了舭龙骨，会相应地降低船舶的操纵性；减摇水舱可广泛用于低速航行船舶停泊作业的工程船舶，但须占据大量空间；陀螺减摇器体积小，安装方便，但其减摇效果需要考虑减摇能力容量、尺寸、重量等；舵减摇的减摇效果好，但现有舵机作用减摇后，以最大转舵速度工作的频率增加，会加速机构的磨损，且舵减摇不能适用于船在海上停留作业的情况。

现有技术中，公开号为CN109018236B的中国专利文献中提出了一种船舶动态稳定器及方法，通过舵机装置调节拉簧状态，以选择是否减摇；能够在船在起动、加速或高速航行时、海上停留作业时及不同重量的船转弯时均能够有效地起到减摇的效果，操作简单，价格便宜，不需要复杂的计算，但是该类装置存在以下问题：四个舵机均向内旋转，使牵引绳松弛，重物摆动，因惯性作用，摆动落后于船自身的摇晃，产生与船倾斜方向相反的一个力矩，因而起到减摇作用，在摇晃较短的次数内，效果良好，若时间过长，不排除有出现谐振的可能，一旦出现谐振现象，则会加剧当前船体的摇晃程度，降低减摇效果；且对于货船使用时，配重的质量与货船整体载荷存在非线性关系，载荷较大时，减摇配重的质量应适当减轻，避免影响减摇效果，随着货船的载荷变小及其吃水深度的变化，遭遇较大风浪时，尽管配合弹簧使用配重，会因配重质量较小导致船体减摇力度不足，引起船体发生搅动的晃动现象，因此，我们公开了船舶智能减摇装置用来满足船舶的减摇需求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了船舶智能减摇装置，具备自适应减摇等优点，解决了现有技术中减摇效果单一等系列问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：船舶智能减摇装置，包括底座与配重箱，所述底座的顶部固定安装有吊装支架，所述吊装支架的顶部固定连接有主弹簧，所述主弹簧的底端固定连接有所述配重箱；

所述配重箱的多侧均连接有分弹簧，且多个所述分弹簧的另一端均连接有滑动连接在所述底座上的水平移动组件；

所述底座内还设有用以同时带动多个所述水平移动组件相互靠近或远离的驱动组件，所述驱动组件包括采用三角卡盘原理的转盘组件与作为动力输出的驱动电机；

所述底座内还设有多个用以改变配重质量的配重块，所述配重箱内固定安装有与所述配重块相适配的电磁铁；

所述配重箱上还设有对所述配重块进行固定并与所述驱动组件电性连接的限位组件。

优选地，所述水平移动组件包含相适配的T形滑孔与T形滑块，所述底座的顶部开设有多个与所述底座同轴且分布均匀所述T形滑孔，多个所述T形滑孔内均滑动套接有所述T形滑块；

多个所述分弹簧的一端与对应的所述T形滑块上均固定连接有同一个所述拉绳。

优选地，所述吊装支架的顶部与所述配重箱的外壁及所述拉绳的两端和所述T形滑块上均固定连接有连接环，所述主弹簧与多个所述分弹簧的两端均套接在对应的所述连接环上。

优选地，所述底座内还设有能带动所述转盘组件转动的旋转组件，所述旋转组件包含顶座与轴承，所述顶座的顶部固定连接有凸环，所述凸环上固定套接有轴承。

优选地，所述转盘组件包含相适配的卷簧滑槽与弧形契合块，所述轴承的外壁上固定套接有与所述底座同轴的驱动盘，所述驱动盘的顶部开设有呈卷簧排布的所述卷簧滑槽，多个所述T形滑块的底端均固定连接有滑动套接在所述卷簧滑槽内的所述弧形契合块；

多个所述T形滑块距离所述底座的轴线最短距离一致，且多个所述T形滑块底端的所述弧形契合块的安装位置不尽相同。

优选地，所述驱动组件还包括相啮合的从动齿环与主动齿轮，所述驱动盘的内壁上固定套接有所述从动齿环，且所述底座内还设有所述驱动电机，所述驱动电机的输出轴的顶端贯穿所述驱动电机的一侧并延伸至所述驱动电机的顶侧，且所述驱动电机的输出轴的顶端固定套接有与所述从动齿环相啮合的所述主动齿轮。

优选地，所述底座与所述配重箱之间还设有导向组件，所述导向组件能实现所述配重块的垂直升降，所述导向组件包含相适配的固定柱与电动伸缩导向杆，所述底座的顶部开设有放置槽，所述放置槽的底侧内壁上固定安装有所述固定柱，且多个所述配重块均位于所述放置槽并均滑动套接在所述固定柱上，所述配重箱内固定安装有能够牵引所述配重块的所述电磁铁，且所述电磁铁内固定套接有所述电动伸缩导向杆，所述电动伸缩导向杆的底端滑动套接在所述固定柱内。

优选地，所述限位组件包含电动伸缩限位杆与限位板，所述配重箱上固定安装有所述电动伸缩限位杆，所述电动伸缩限位杆的输出端固定连接有与所述配重箱的一侧相对应的垂直板，且所述配重箱与所述垂直板上均开设有多个分布均匀的穿孔，同一相对位置上的两个所述穿孔内均滑动套接有同一个限位栓，且所述限位栓的两端分别贯穿对应的所述穿孔并分别延伸至所述配重箱内与对应的所述穿孔外，多个所述限位栓延伸至所述配重箱内的一端均固定连接有与所述穿孔相适配的所述限位板，且多个所述限位板的间距与所述配重块的宽度相适配；

多个所述限位栓的另一端均固定连接有限位帽，且多个所述限位栓上均套接有限位弹簧，所述限位弹簧的两端分别固定连接在所述垂直板与对应的所述限位帽上；

多个所述限位板位于所述配重箱内的一端均开设有与所述配重块相适配的弧形倒角。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了船舶智能减摇装置，具备以下有益效果：

1、该船舶智能减摇装置，通过启动驱动电机，主动齿轮转动，在顶座与轴承的作用下，使得从动齿环带动驱动盘跟随转动，继而使得滑动套接在卷簧滑槽内的弧形契合块受到推力，从而使得对应位置上的多个T形滑块进行转动，并相互远离，从而使得多个T形滑块拉动对应的分弹簧与拉绳，由于多个分弹簧上拉力的垂直分力之和大于主弹簧的拉力，继而使得配重箱被拉至底座上开设的放置槽内，完成低高度限位，避免船只静止状态下或行驶过程中无需减摇时，由于配重箱的位置过高引起较大阻力，从而增加能耗或影响船只状态。

2、该船舶智能减摇装置，通过驱动电机运转至一定状态，间接使得多个T形滑块相互靠近，根据风向，对应位置上的分弹簧与拉绳保持松弛状态，使得配重箱摆动，因惯性作用，摆动落后于船自身的摇晃，产生与船倾斜方向相反的一个力矩，因而起到减摇作用，在摇晃较短的次数内，效果良好，当摇晃次数较多时，经检测到船只与整个减摇装置发生谐振现象，此时，通过驱动电机进一步运转，进而实现快速改变配重箱与多个分弹簧的振动频率，消除谐振现象，提高船只的安全性能。

3、该船舶智能减摇装置，通过电磁铁通电，使得底座内对应数量的配重块沿着导向组件被吸附至配重箱内，从而提高配重的整体质量，即使遭遇较大风浪时，能够配合多个不同方向上的分弹簧使用配重，确保船体的减摇力度充足，避免船体发生较大的摇摆现象，当货船载荷较大时，通过减弱电磁铁的电流大小，以降低电磁铁的磁场强度，减小配重块的使用数量，继而使得配重整体质量适当减轻，避免过重适得其反，影响减摇效果。

4、该船舶智能减摇装置，通过弧形倒角设置，使得对应的限位栓与限位板能够对配重块实现快速限位，从而在确定单位时间内，配重箱内配重块数量保持一定的情况下，通过限位栓与限位板对配重块限位，无需电磁铁长时间保持通电状态，节省能源，当需要解除对配重块的限位时，通过控制电动伸缩限位杆伸出一定长度，使得垂直板带动限位板向一侧移动即可，随即快速解除限位，提高了减摇装置的实用性。

附图说明

图1为本发明第一视角立体结构示意图；

图2为本发明第二视角立体结构示意图；

图3为本发明第三视角立体结构示意图；

图4为本发明除去吊装支架的立体结构示意图；

图5为本发明除去吊装支架的部分剖开立体结构示意图；

图6为本发明底座部分剖开立体结构示意图；

图7为本发明驱动盘剖开立体结构示意图；

图8为本发明部分水平移动组件立体结构示意图。

图中：1、底座；2、吊装支架；3、主弹簧；4、配重箱；5、T形滑孔；6、T形滑块；7、分弹簧；8、拉绳；9、顶座；10、轴承；11、驱动盘；12、卷簧滑槽；13、弧形契合块；14、从动齿环；15、驱动电机；16、主动齿轮；17、固定柱；18、配重块；19、电磁铁；20、电动伸缩导向杆；21、电动伸缩限位杆；22、垂直板；23、限位栓；24、限位帽；25、限位弹簧；26、限位板。

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。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。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了船舶智能减摇装置

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-8所示，船舶智能减摇装置，包括底座1与配重箱4，底座1的顶部固定安装有吊装支架2，吊装支架2的顶部固定连接有主弹簧3，主弹簧3的底端固定连接有配重箱4；

配重箱4的多侧均连接有分弹簧7，且多个分弹簧7的另一端均连接有滑动连接在底座1上的水平移动组件；

底座1内还设有用以同时带动多个水平移动组件相互靠近或远离的驱动组件，驱动组件包括采用三角卡盘原理的转盘组件与作为动力输出的驱动电机15；

底座1内还设有多个用以改变配重质量的配重块18，配重箱4内固定安装有与配重块18相适配的电磁铁19；

配重箱4上还设有对配重块18进行固定并与驱动组件电性连接的限位组件。

进一步的，在上述方案中，水平移动组件包含相适配的T形滑孔5与T形滑块6，底座1的顶部开设有多个与底座1同轴且分布均匀T形滑孔5，多个T形滑孔5内均滑动套接有T形滑块6，通过设置水平移动组件，在水平方向上牵引多个分弹簧7的一端；

多个分弹簧7的一端与对应的T形滑块6上均固定连接有同一个拉绳8。

进一步的，在上述方案中，吊装支架2的顶部与配重箱4的外壁及拉绳8的两端和T形滑块6上均固定连接有连接环，主弹簧3与多个分弹簧7的两端均套接在对应的连接环上，通过设置多个连接环，实现灵活牵引。

进一步的，在上述方案中，底座1内还设有能带动转盘组件转动的旋转组件，旋转组件包含顶座9与轴承10，顶座9的顶部固定连接有凸环，凸环上固定套接有轴承10，通过设置轴承10，便于驱动盘11转动。

进一步的，在上述方案中，转盘组件包含相适配的卷簧滑槽12与弧形契合块13，轴承10的外壁上固定套接有与底座1同轴的驱动盘11，驱动盘11的顶部开设有呈卷簧排布的卷簧滑槽12，多个T形滑块6的底端均固定连接有滑动套接在卷簧滑槽12内的弧形契合块13；

多个T形滑块6距离底座1的轴线最短距离一致，且多个T形滑块6底端的弧形契合块13的安装位置不尽相同，通过设置多个弧形契合块13，便于实现多个T形滑块6相互靠近或远离。

进一步的，在上述方案中，驱动组件还包括相啮合的从动齿环14与主动齿轮16，驱动盘11的内壁上固定套接有从动齿环14，且底座1内还设有驱动电机15，驱动电机15的输出轴的顶端贯穿驱动电机15的一侧并延伸至驱动电机15的顶侧，且驱动电机15的输出轴的顶端固定套接有与从动齿环14相啮合的主动齿轮16，通过设置主动齿轮16，便于驱动电机15运转，间接带动驱动盘11转动。

进一步的，在上述方案中，底座1与配重箱4之间还设有导向组件，导向组件能实现配重块18的垂直升降，导向组件包含相适配的固定柱17与电动伸缩导向杆20，底座1的顶部开设有放置槽，放置槽的底侧内壁上固定安装有固定柱17，且多个配重块18均位于放置槽并均滑动套接在固定柱17上，配重箱4内固定安装有能够牵引配重块18的电磁铁19，且电磁铁19内固定套接有电动伸缩导向杆20，电动伸缩导向杆20的底端滑动套接在固定柱17内，通过设置导向组件，避免配重块18在升降时出现位置偏移。

进一步的，在上述方案中，限位组件包含电动伸缩限位杆21与限位板26，配重箱4上固定安装有电动伸缩限位杆21，电动伸缩限位杆21的输出端固定连接有与配重箱4的一侧相对应的垂直板22，且配重箱4与垂直板22上均开设有多个分布均匀的穿孔，同一相对位置上的两个穿孔内均滑动套接有同一个限位栓23，且限位栓23的两端分别贯穿对应的穿孔并分别延伸至配重箱4内与对应的穿孔外，多个限位栓23延伸至配重箱4内的一端均固定连接有与穿孔相适配的限位板26，且多个限位板26的间距与配重块18的宽度相适配，通过设置限位组件，在配重箱4内配重块18的数量保持一定时，便于对其中多个配重块18进行限位，无需电磁铁19始终保持通电状态，节约能源；

多个限位栓23的另一端均固定连接有限位帽24，且多个限位栓23上均套接有限位弹簧25，限位弹簧25的两端分别固定连接在垂直板22与对应的限位帽24上；

多个限位板26位于配重箱4内的一端均开设有与配重块18相适配的弧形倒角，通过设置弧形倒角，便于底座1内的配重块18沿着导向组件进入配重箱4内时，能够主动触发限位组件。

工作原理：当船只无风浪正常行驶时，通过启动驱动电机15，主动齿轮16转动，在顶座9与轴承10的作用下，使得从动齿环14带动驱动盘11跟随转动，继而使得滑动套接在卷簧滑槽12内的弧形契合块13受到推力，从而使得对应位置上的多个T形滑块6进行转动，并相互远离，从而使得多个T形滑块6拉动对应的分弹簧7与拉绳8，由于多个分弹簧7上拉力的垂直分力之和大于主弹簧3的拉力，继而使得配重箱4被拉至底座1上开设的放置槽内，完成低高度限位，避免船只静止状态下或行驶过程中无需减摇时，由于配重箱4的位置过高引起较大阻力，从而增加能耗或影响船只状态。

通过驱动电机15运转至一定状态，间接使得多个T形滑块6相互靠近，根据风向，对应位置上的分弹簧7与拉绳8保持松弛状态，使得配重箱4摆动，因惯性作用，摆动落后于船自身的摇晃，产生与船倾斜方向相反的一个力矩，因而起到减摇作用，在摇晃较短的次数内，效果良好，当摇晃次数较多时，经检测到船只与整个减摇装置发生谐振现象，此时，通过驱动电机15进一步运转，进而实现快速改变配重箱4与多个分弹簧7的振动频率，消除谐振现象，提高船只的安全性能。

随着货船的载荷变小及其吃水深度的变化，首先通过驱动电机15的运转，使得配重箱4位于底座1上开设的放置槽内，随后，电磁铁19通电，使得底座1内对应数量的配重块18沿着导向组件被吸附至配重箱4内，从而提高配重的整体质量，即使遭遇较大风浪时，能够配合多个不同方向上的分弹簧7使用配重，确保船体的减摇力度充足，避免船体发生较大的摇摆现象，当货船载荷较大时，通过减弱电磁铁19的电流大小，以降低电磁铁19的磁场强度，减小配重块18的使用数量，继而使得配重整体质量适当减轻，避免过重适得其反，影响减摇效果。

当对应数量的配重块18被吸附至配重箱4内，优先与对应高度上的限位板26触碰，由于接触位置为弧形倒角设置，使得对应的限位栓23与限位板26能够对配重块18实现快速限位，从而在确定单位时间内，配重箱4内配重块18数量保持一定的情况下，通过限位栓23与限位板26对配重块18限位，无需电磁铁19长时间保持通电状态，节省能源，当需要解除对配重块18的限位时，通过控制电动伸缩限位杆21伸出一定长度，使得垂直板22带动限位板26向一侧移动即可，随即快速解除限位，提高了减摇装置的实用性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.船舶智能减摇装置，包括底座（1）与配重箱（4），所述底座（1）的顶部固定安装有吊装支架（2），其特征在于：所述吊装支架（2）的顶部固定连接有主弹簧（3），所述主弹簧（3）的底端固定连接有所述配重箱（4）；

所述配重箱（4）的多侧均连接有分弹簧（7），且多个所述分弹簧（7）的另一端均连接有滑动连接在所述底座（1）上的水平移动组件；

所述底座（1）内还设有用以同时带动多个所述水平移动组件相互靠近或远离的驱动组件，所述驱动组件包括采用三角卡盘原理的转盘组件与作为动力输出的驱动电机（15）；

所述底座（1）内还设有多个用以改变配重质量的配重块（18），所述配重箱（4）内固定安装有与所述配重块（18）相适配的电磁铁（19）；

所述配重箱（4）上还设有对所述配重块（18）进行固定并与所述驱动组件电性连接的限位组件。

2.根据权利要求1所述的船舶智能减摇装置，其特征在于：所述水平移动组件包含相适配的T形滑孔（5）与T形滑块（6），所述底座（1）的顶部开设有多个与所述底座（1）同轴且分布均匀所述T形滑孔（5），多个所述T形滑孔（5）内均滑动套接有所述T形滑块（6），所述T形滑孔（5）对所述T形滑块（6）起限位作用，使得T形滑块（6）在T形滑孔（5）内作直线往复运动；

多个所述分弹簧（7）的一端与对应的所述T形滑块（6）上均固定连接有同一个拉绳（8）。

3.根据权利要求2所述的船舶智能减摇装置，其特征在于：所述吊装支架（2）的顶部与所述配重箱（4）的外壁及所述拉绳（8）的两端和所述T形滑块（6）上均固定连接有连接环，所述主弹簧（3）与多个所述分弹簧（7）的两端均套接在对应的所述连接环上。

4.根据权利要求2所述的船舶智能减摇装置，其特征在于：所述底座（1）内还设有能带动所述转盘组件转动的旋转组件，所述旋转组件包含顶座（9）与轴承（10），所述顶座（9）的顶部固定连接有凸环，所述凸环上固定套接有轴承（10）。

5.根据权利要求4所述的船舶智能减摇装置，其特征在于：所述转盘组件包含相适配的卷簧滑槽（12）与弧形契合块（13），所述轴承（10）的外壁上固定套接有与所述底座（1）同轴的驱动盘（11），所述驱动盘（11）的顶部开设有呈卷簧排布的所述卷簧滑槽（12），多个所述T形滑块（6）的底端均固定连接有滑动套接在所述卷簧滑槽（12）内的所述弧形契合块（13），所述驱动盘（11）转动能够通过卷簧滑槽（12）、弧行契合块（13）驱动T形滑块（6）在T形滑孔（5）内滑动，进而实现相对的所述T形滑块（6）的相互靠近和相互远离；

多个所述T形滑块（6）距离所述底座（1）的轴线最短距离一致，且多个所述T形滑块（6）底端的所述弧形契合块（13）的安装位置不尽相同。

6.根据权利要求5所述的船舶智能减摇装置，其特征在于：所述驱动组件还包括相啮合的从动齿环（14）与主动齿轮（16），所述驱动盘（11）的内壁上固定套接有所述从动齿环（14），且所述底座（1）内还设有所述驱动电机（15），所述驱动电机（15）的输出轴的顶端贯穿所述驱动电机（15）的一侧并延伸至所述驱动电机（15）的顶侧，且所述驱动电机（15）的输出轴的顶端固定套接有与所述从动齿环（14）相啮合的所述主动齿轮（16）。

7.根据权利要求3所述的船舶智能减摇装置，其特征在于：所述底座（1）与所述配重箱（4）之间还设有导向组件，所述导向组件能实现所述配重块（18）的垂直升降，所述导向组件包含相适配的固定柱（17）与电动伸缩导向杆（20），所述底座（1）的顶部开设有放置槽，所述放置槽的底侧内壁上固定安装有所述固定柱（17），且多个所述配重块（18）均位于所述放置槽并均滑动套接在所述固定柱（17）上，所述配重箱（4）内固定安装有能够牵引所述配重块（18）的所述电磁铁（19），且所述电磁铁（19）内固定套接有所述电动伸缩导向杆（20），所述电动伸缩导向杆（20）的底端滑动套接在所述固定柱（17）内，电磁铁（19）通电，使得底座（1）内对应数量的配重块（18）沿着导向组件被吸附至配重箱（4）内，从而提高配重的整体质量。

8.根据权利要求7所述的船舶智能减摇装置，其特征在于：所述限位组件包含电动伸缩限位杆（21）与限位板（26），所述配重箱（4）上固定安装有所述电动伸缩限位杆（21），所述电动伸缩限位杆（21）的输出端固定连接有与所述配重箱（4）的一侧相对应的垂直板（22），且所述配重箱（4）与所述垂直板（22）上均开设有多个分布均匀的穿孔，同一相对位置上的两个所述穿孔内均滑动套接有同一个限位栓（23），且所述限位栓（23）的两端分别贯穿对应的所述穿孔并分别延伸至所述配重箱（4）内与对应的所述穿孔外，多个所述限位栓（23）延伸至所述配重箱（4）内的一端均固定连接有与所述穿孔相适配的所述限位板（26），且多个所述限位板（26）的间距与所述配重块（18）的宽度相适配；

多个所述限位栓（23）的另一端均固定连接有限位帽（24），且多个所述限位栓（23）上均套接有限位弹簧（25），所述限位弹簧（25）的两端分别固定连接在所述垂直板（22）与对应的所述限位帽（24）上；

多个所述限位板（26）位于所述配重箱（4）内的一端均开设有与所述配重块（18）相适配的弧形倒角。

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