CN114408152A - 一种船舶制动系统及具有制动功能的多翼货船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水翼飞船技术领域，公开了一种船舶制动系统及具有制动功能的多翼货船，包括安装在船底的多个制动结构，所述制动结构包括制动板和驱动装置，所述制动板的一端与船底铰接，所述驱动装置驱动制动板朝向船体行进的方向翻转；本发明提供的一种船舶制动系统及具有制动功能的多翼货船，解决了现有水翼船制动效果不好的问题。

Description

一种船舶制动系统及具有制动功能的多翼货船

技术领域

本发明涉及水翼飞船技术领域，具体涉及一种船舶制动系统及具有制动功能的多翼货船。

背景技术

传统的船，因为船底需要沉入水中，而水的阻力过大，因此会直接影响船的航行速度。而水翼船则不受此限制，水翼船是在船身之下安装有水翼，因此而得名，水翼船其原理为：将类似于机翼的水翼装在船身底下，在高速航行时水翼在水中前进也获得升力，把沉重的船身托出水面，只有水翼、螺旋桨和方向舵等在水下。其中，水翼船的水翼结构可分为割划式水翼和全浸式水翼两大类型。割划式水翼的主要特点是指水翼艇采用的水翼结构是V型水翼，采用这种结构的多是一些早期的水翼艇。而全浸式水翼的主要特点是指水翼艇采用的水翼结构是T型水翼，采用这种水翼结构的大部分是些现代的水翼船，T型结构的水翼始终是全部沉浸在水中的。

由于水翼船在高速航行时，水翼在水中前进获得升力，把船身托出水面，只有水翼、螺旋桨和方向舵等在水下，因此，水翼船的前行阻力较小，航速较高。基于内河的航行环境，目前由于水翼船的航速较高，若将水翼船应用到内河航行时，在遇到紧急情况需要紧急停船时，则现有水翼船存在停船速度慢，无法实现快速制动，航行安全性还有待提升的问题；基于此，目前有在船体的尾部增设制动板的设计，需要紧急制动时，将制动板下放至水中，使得制动板翻转至船舶艉部螺旋桨的后方，由于制动板所承受的压力较为集中，同时产生应力集中的情况，若制动板在承受较大应力的情况下出现损坏，则会直接导致制动失效，船体无法实现紧急制动，行船的安全性无法得到有效保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种船舶制动系统及具有制动功能的多翼货船，用以解决现有技术中存在的至少一个上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种船舶制动系统，包括安装在船底的多个制动结构，所述制动结构包括制动板和驱动装置，所述制动板的一端与船底铰接，所述驱动装置驱动制动板朝向船体行进的方向翻转。

本技术方案，采用在船底设置多个制动结构，由于驱动装置能够驱动制动板朝向船体行进的方向翻转，提高了船舶停船阻力，在一定程度上保证了船舶在航行途中的安全性与紧急制动的快速性。且多个制动结构的设置，在船体行驶状态下，制动板处于基本上与船底持平的状态，不会与水面接触，也不会给船体的行使造成任何阻力；当需要紧急停船时，则通过驱动装置驱动制动板朝向船体行进的方向翻转，则制动板与水体的接触面积并形成回流增加，很大程度的增加了船舶前行的阻力，从而保证了船舶在航行途中的安全性与紧急制动的快速性。此外，本设计将制动结构分散设置在船底，与现有直接将制动板设置在船体尾部的设计比较，解决了现有设计存在的应力集中容易导致制动失效的问题，本设计的自动结构，能够更好的实现应力分散，从而保证船舶紧急制动的有效性以及船舶行驶的安全性。此外，由于船尾的结构强度较弱，现有设计将制动板设置在船尾处，加之应力集中的问题，容易导致船体损坏，由于船体结构最强的部分集中在船底处，本技术方案将制动结构设置在船底，能够保证制动效果，同时也避免了船体的损坏。

较优的，驱动装置可以是液压缸，液压缸的一端铰接在船底，液压杆的驱动杆与制动板铰接，通过液压杆的伸缩实现对制动板的翻转驱动及控制，且能够保证良好的稳定性。

进一步的，所述制动板为弧形板，所述弧形板具有凹面的一侧朝向船体的前方，所述弧形板具有凸面的一侧朝向船体的后方，弧形板的凹面设计，由于凹面朝向船体的前方，前行过程中，凹面使得水体形成回流，增大阻力，提升制动效果；弧形板的凸面设计，由于凸面朝向船体的后方，在制动板处于制动状态下，能够缩小制动板的后侧与船底之间的空间B，从而减弱空间B处形成的液动空穴进一步对船体的抬升，进而削弱阻力。

进一步的，为了进一步提升制动效果，所述凹面上设有若干个凹槽，若干个凹槽的设置，使得凹面整体呈现凹凸不平的设计，进一步增加凹面与水体的接触面积并形成回流，从而进一步增加了船体前行的阻力，从而实现快速制动。

进一步的，为了达到更平稳的制动效果，凹槽等间距阵列布置在凹面上。

本发明还提供一种具有制动功能的多翼货船，其中，包括船体和等间距设置在和船底的T型水翼，T型水翼3设置在船体1的中线位置，船底的下端还设有所述的一种船舶制动系统。

采用本技术方案的多翼货船，由于将水翼运用于内河货船，为提高内河货运的高效性提供了一种新方案；设计了多水翼船体，提高船体的承载能力，同时T型水翼设置在船体的中线位置，在保证船舶稳定性的同时确保T型水翼性能能够更充分的发挥其平衡作用。

进一步的，为了达到更好的航行效果，船底等间距设置有6个T型水翼。

进一步的，为了达到更好的制动效果，多个制动结构沿着船底的长度方向等间距设置在船底。

进一步的，为了达到更好的制动效果，所述T型水翼与制动结构一一对应设置，所述T型水翼包括两根立柱和水平翼，所述立柱的上端与船底固定连接，所述立柱的下端与水平翼连接，所述制动结构设置在T型水翼的两根立柱之间。

进一步的，为了进一步提升自动效果，同时提升制动结构的使用寿命，所述立柱的内部为安装空间，所述安装空间内分别设有固定柱和伸缩柱，所述固定柱的上端与船底固定连接，所述固定柱的下端与水平翼的前端铰接在铰接位，所述伸缩柱的上端与船底固定连接，所述伸缩柱的下端与水平翼的后端活动连接，所述船底设有驱动水平翼围绕铰接位摆动的驱动机构，所述立柱的下端设有与水平翼柔性连接的防水罩。

进一步的，为了提供一种能够随着水平翼的动作进行适应性调节的伸缩柱，所述伸缩柱包括支柱和弹性件，所述支柱的上端与船底固定连接，所述弹性件的上下端分别与支柱的下端和水平翼连接。

本发明的有益效果为：本技术方案，采用在船底设置多个制动结构，由于驱动装置能够驱动制动板朝向船体行进的方向翻转，提高了船舶停船阻力，在一定程度上保证了船舶在航行途中的安全性与紧急制动的快速性。且多个制动结构的设置，在船体行驶状态下，制动板处于基本上与船底持平的状态，不会与水面接触，也不会给船体的行使造成任何阻力；当需要紧急停船时，则通过驱动装置驱动制动板朝向船体行进的方向翻转，则制动板与水体的接触面积并形成回流增加，很大程度的增加了船舶前行的阻力，从而保证了船舶在航行途中的安全性与紧急制动的快速性。此外，本设计将制动结构分散设置在船底，与现有直接将制动板设置在船体尾部的设计比较，解决了现有设计存在的应力集中容易导致制动失效的问题，本设计的自动结构，能够更好的实现应力分散，从而保证船舶紧急制动的有效性以及船舶行驶的安全性。此外，由于船尾的结构强度较弱，现有设计将制动板设置在船尾处，加之应力集中的问题，容易导致船体损坏，由于船体结构最强的部分集中在船底处，本技术方案将制动结构设置在船底，能够保证制动效果，同时也避免了船体的损坏。

附图说明

图1为本发明的安装状态的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明安装状态的主视图；

图4为本发明制动系统处于制动状态的结构示意图；

图5为本发明中制动板的剖视结构示意图；

图6为本发明中制动板的仰视图；

图7为本发明中实施例9、实施例10的船体行驶状态T形水翼的结构示意图；

图8为本发明中实施例9、实施例10的船体制动状态T形水翼的结构示意图。

图中：船体1；制动结构2；制动板2.1；驱动装置2.2；凹面2.3；凸面2.4；凹槽2.5；T型水翼3；立柱4；水平翼5；安装空间6；固定柱7；防水罩8；支柱9；弹性件10；驱动机构11。

具体实施方式

实施例1：

如图1-图6所示，本实施例提供一种船舶制动系统，包括安装在船底的多个制动结构2，制动结构2包括制动板2.1和驱动装置2.2，制动板2.1的一端与船底铰接，驱动装置2.2驱动制动板2.1朝向船体1行进的方向翻转。

本技术方案，采用在船底设置多个制动结构2，由于驱动装置2.2能够驱动制动板2.1朝向船体1行进的方向翻转，提高了船舶停船阻力，在一定程度上保证了船舶在航行途中的安全性与紧急制动的快速性。且多个制动结构2的设置，在船体1行驶状态下，制动板2.1处于基本上与船底持平的状态，不会与水面接触，也不会给船体1的行使造成任何阻力；当需要紧急停船时，则通过驱动装置2.2驱动制动板2.1朝向船体1行进的方向翻转，则制动板2.1与水体的接触面积并形成回流增加，很大程度的增加了船舶前行的阻力，从而保证了船舶在航行途中的安全性与紧急制动的快速性。此外，本设计将制动结构2分散设置在船底，与现有直接将制动板设置在船体尾部的设计比较，解决了现有设计存在的应力集中容易导致制动失效的问题，本设计的自动结构，能够更好的实现应力分散，从而保证船舶紧急制动的有效性以及船舶行驶的安全性。此外，由于船尾的结构强度较弱，现有设计将制动板设置在船尾处，加之应力集中的问题，容易导致船体损坏，由于船体1结构最强的部分集中在船底处，本技术方案将制动结构2设置在船底，能够保证制动效果，同时也避免了船体的损坏。

较优的，驱动装置2.2可以是液压缸，液压缸的一端铰接在船底，液压杆的驱动杆与制动板2.1铰接，通过液压杆的伸缩实现对制动板2.1的翻转驱动及控制，且能够保证良好的稳定性。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。

制动板2.1为弧形板，弧形板具有凹面2.3的一侧朝向船体1的前方，弧形板具有凸面2.4的一侧朝向船体1的后方，弧形板的凹面2.3设计，由于凹面2.3朝向船体1的前方，前行过程中，凹面2.3使得水体形成回流，增大阻力，提升制动效果；弧形板的凸面2.4设计，由于凸面2.4朝向船体1的后方，在制动板2.1处于制动状态下，能够缩小制动板2.1的后侧与船底之间的空间B，从而减弱空间B处形成的液动空穴进一步对船体1的抬升，进而削弱阻力。

实施例3：

本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化。

为了进一步提升制动效果，凹面2.3上设有若干个凹槽2.5，若干个凹槽2.5的设置，使得凹面2.5整体呈现凹凸不平的设计，进一步增加凹面2.3与水体的接触面积并形成回流，从而进一步增加了船体1前行的阻力，从而实现快速制动。

实施例4：

本实施例是在上述实施例3的基础上进行优化。

为了达到更平稳的制动效果，凹槽2.5等间距阵列布置在凹面2.3上，凹槽2.5为弧形凹槽。

实施例5：

如图1-图5所示，本发明还提供一种具有制动功能的多翼货船，其中，包括船体1和等间距设置在和船底的T型水翼3，T型水翼3设置在船体1的中线位置，船底的下端还设有如实施例1-4中任一实施例的一种船舶制动系统。

采用本技术方案的多翼货船，由于将水翼运用于内河货船，为提高内河货运的高效性提供了一种新方案；设计了多水翼船体，提高船体1的承载能力，同时T型水翼3设置在船体1的中线位置，在保证船舶稳定性的同时确保T型水翼性3能能够更充分的发挥其平衡作用。

实施例6：

本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化。

为了达到更好的航行效果，船底等间距设置有6个T型水翼3。

实施例7：

本实施例是在上述实施例6的基础上进行优化。

为了达到更好的制动效果，多个制动结构2沿着船底的长度方向等间距设置在船底。

实施例8：

本实施例是在上述实施例7的基础上进行优化。

为了达到更好的制动效果，T型水翼3与制动结构一一对应设置，T型水翼3包括两根立柱4和水平翼5，立柱的上端与船底固定连接，立柱的下端与水平翼5连接，制动结构设置在T型水翼3的两根立柱4之间。

由于T型水翼3的两根立柱4之间的区域水流较为集中，制动结构2设置在T型水翼3的两根立柱4之间，此种设计使得制动时产生的阻力更大，制动效果更为明显。

实施例9：

本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化。

如图7、图8所示，为了进一步提升自动效果，同时提升制动结构的使用寿命，立柱4的内部为安装空间6，安装空间6内分别设有固定柱7和伸缩柱，固定柱7的上端与船底固定连接，固定柱7的下端与水平翼5的前端铰接在铰接位，伸缩柱的上端与船底固定连接，伸缩柱的下端与水平翼5的后端活动连接，船底设有驱动水平翼5围绕铰接位摆动的驱动机构11，驱动机构11较优的选择液压缸，液压缸的一端铰接在船底，液压杆的驱动杆与水平翼5铰接，通过液压杆的伸缩实现对水平翼5的摆动驱动，且能够保证良好的稳定性，立柱4的下端设有与水平翼5柔性连接的防水罩8，防水罩8对立柱4内部起到保护作用，防水罩可以采用具有弹性且具有防水功能的材质，比如弹性塑料做成的罩体结构，既能够实现对立柱的密封，又不影响水平翼的活动调节。

具体的，由于船体在行驶状态下，水平翼5是属于如图7所示的倾斜状态，此种倾斜状态的水翼能够保持船体处于被水体抬升的状态，提升船体的行驶速度，但是，在需要紧急制动过程中，此种倾斜状态的水翼，会导致水翼的前方受到水流的强烈冲击，由于制动结构设置在T型水翼3的两根立柱4之间，因水流的反冲，制动板2.1也会承受较大的水流冲击，而制动板2.1在紧急制动时，因水流较强的反冲力会造成制动板2.1的制动难度增大，同时也会影响制动板2.1的使用寿命。本设计，通过在立柱4中设置固定柱7和伸缩柱，正常行驶状态下，水平翼5处于倾斜状态，伸缩柱处于伸长状态，但在制动时，则驱动机构驱动水平翼5处于水平状态，伸缩柱处于收缩状态，保持水平翼5水平即可，此时，水平状态的水平翼5产生的对船体的抬升作用减弱，船体会下降，船体的下降也会增大船体前行的阻力，进而进一步有助于船体的紧急制动。同时，水平状态的水平翼5不会使得水流具有强大的冲击力，水流相对平缓，因此不会因水流反冲而影响制动板2.1的使用寿命，当然，也会很大程度的降低制动难度，提升制动效率。

实施例10：

本实施例是在上述实施例9的基础上进行优化。

为了提供一种能够随着水平翼5的动作进行适应性调节的伸缩柱，伸缩柱包括支柱9和弹性件10，具体的，弹性件10可以弹簧，支柱9的上端与船底固定连接，弹性件10的上下端分别与支柱9的下端和水平翼5连接。

将本多翼货船运用于内河货船上，T型水翼的设置进一步减小了货船在航行过程中所受到的阻力和摇动作用。通过T型水翼提供的浮力把船身抬离水面从而很大程度的减少了水的阻力进而增加了航行速度，同时也为实现内河货运的高效性提供一种新方案；通过船舶吊机的运转实现货物装载自动化加快装卸货速度；通过制动系统的对船舶产生阻力并对其进行制动；通过安装在船体尾部的螺旋桨推动船舶的航行以及通过其差速实现转向的功能。

T型水翼3提供的浮力把船身抬离水面，从而大为减少水的阻力，提高航行速度，内河货运的速度更快，货运经济性更好。

本多翼货船的设计来源于现实的需求，能够在内河中航行适应于内河的各种环境，不会在航行的过程中损伤船舶，保证了船舶的各项性能，具有较强的实用性。

多翼船的安全性主要来源于制动和稳定航行，制动采用了在船底安装多个制动结构2，紧急情况时，驱动装置2.2快速驱动制动板2.1朝向船体1前行的方向翻转，制动板2.2此时就作为船舶的刹车板，制动板2.2的使用可以相当程度减少制动所需的时间，对船舶产生阻力并对其进行制动，确保制动安全性；同时依靠T型水翼3也能在一定程度上缓解船舶的倾斜与摇摆，进一步提升船舶航行的安全性。

本多翼货船不仅适用于内河货船的使用，加快了内河货船的货运速度，提高了内河货运的经济性，还可将之运用于军事舰艇的武器运输，为近海作战以及军用的高速水翼艇的发展做铺垫；经过改进设计后可以运用客船进一步减轻交通压力和使得交通方式的多元化。

为了增加船舶的吊装功能，船体1上还可以安装的吊机。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶制动系统，其特征在于：包括安装在船底的多个制动结构，所述制动结构包括制动板和驱动装置，所述制动板的一端与船底铰接，所述驱动装置驱动制动板朝向船体行进的方向翻转。

2.根据权利要求1所述的一种船舶制动系统，其特征在于：所述制动板为弧形板，所述弧形板具有凹面的一侧朝向船体的前方，所述弧形板具有凸面的一侧朝向船体的后方。

3.根据权利要求1所述的一种船舶制动系统，其特征在于：所述凹面上设有若干个凹槽，。

4.根据权利要求3所述的一种船舶制动系统，其特征在于：所述凹槽等间距阵列布置在凹面上。

5.一种具有制动功能的多翼货船，其特征在于：包括船体和等间距设置在和船底的T型水翼，船底的下端还设有如权利要求1-4中任一项所述的一种船舶制动系统。

6.根据权利要求5所述的一种具有制动功能的多翼货船，其特征在于：船底等间距设置有6个T型水翼。

7.根据权利要求5所述的一种具有制动功能的多翼货船，其特征在于：多个制动结构沿着船底的长度方向等间距设置在船底。

8.根据权利要求7所述的一种具有制动功能的多翼货船，其特征在于：所述T型水翼与制动结构一一对应设置，所述T型水翼包括两根立柱和水平翼，所述立柱的上端与船底固定连接，所述立柱的下端与水平翼连接，所述制动结构设置在T型水翼的两根立柱之间。

9.根据权利要求8所述的一种具有制动功能的多翼货船，其特征在于：所述立柱的内部为安装空间，所述安装空间内分别设有固定柱和伸缩柱，所述固定柱的上端与船底固定连接，所述固定柱的下端与水平翼的前端铰接在铰接位，所述伸缩柱的上端与船底固定连接，所述伸缩柱的下端与水平翼的后端活动连接，所述船底设有驱动水平翼围绕铰接位摆动的驱动机构，所述立柱的下端设有与水平翼柔性连接的防水罩。

10.根据权利要求9所述的一种具有制动功能的多翼货船，其特征在于：所述伸缩柱包括支柱和弹性件，所述支柱的上端与船底固定连接，所述弹性件的上下端分别与支柱的下端和水平翼连接。

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