CN115158573A - 船用伸缩式航向稳定装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了船用伸缩式航向稳定装置。该稳定装置包括：固定舵片，安装于船体上，具有收纳腔；一活动舵片，被配置成可相对于固定舵片转动以出入收纳腔；一直线驱动组件；一支撑杆，一端可转动地连接直线驱动组件的动力输出端，另一端可转动地连接在活动舵片的活动部分。通过直线驱动组件产生的往复式直线推动，通过该直线推动作用于支撑杆，支撑杆带动活动舵片通过转动以出入所述收纳腔，从而实现了活动舵片的折叠或展开，最终实现了不同航速段下航向稳定装置的控制策略，兼顾了不同航速段下船舶对航向稳定性和快速性的双重需求，该装置结构简单，无需对船体进行改造，适用于航行稳定性不足的各类船舶，具有广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本申请涉及船舶的技术领域，尤其涉及船用伸缩式航向稳定装置。
背景技术
随着船舶设计航速的不断提高，越来越多的船舶开始采用各种新型推进方式以提高高航速状态下的推进效率，此类船舶艉部一般具有平底、方艉、无附体的结构特征。
相关技术中，尾舵结构因为高速时产生较大的阻力而被其他操纵机构所替代，常见的包括喷水推进操舵机构和舵桨的舵机操纵机构等。
以上相关技术中，这类船舶在实际航行中往往在高航速段的运动稳定性较好，但是在中/低航速段运动稳定性较差，尾舵的取消导致低速航行状态下的船舶易受瞬时风、浪、流等扰动影响，船体发生横向漂移、甩尾等现象，直线稳定性较差。
发明内容
有鉴于此，本申请提供船用伸缩式航向稳定装置，能够兼顾高速、中速和低速不同航速段下船舶的航行稳定性。
本申请提供一种船用伸缩式航向稳定装置，包括：
一固定舵片，安装于船体上，所述固定舵片具有收纳腔；
一活动舵片，被配置成可相对于所述固定舵片转动以出入所述收纳腔；
一直线驱动组件，用以产生往复的直线推动；
以及，一支撑杆，一端可转动地连接所述直线驱动组件的动力输出端，另一端可转动地连接在所述活动舵片的活动部分。
可选地，直线驱动组件为丝杠滑块机构。
可选地，所述丝杠滑块机构通过轴承端座安装于所述固定舵片上。
可选地，所述活动舵片包括相连的中间舵片和端部舵片。
可选地，所述中间舵片的数量为1-3个。
可选地，用以为直线驱动组件提供驱动的电机输出转速小于200rpm。
可选地，所述丝杠滑块机构的滑块运行行程不大于丝杠长度2/3。
可选地，所述活动舵片在收纳状态时其旋转角度为零，伸缩状态下端部舵片最大旋转角度不超过40度。
以上提供的船用伸缩式航向稳定装置，通过直线驱动组件产生的往复式直线推动，通过该直线推动作用于支撑杆，支撑杆带动活动舵片通过转动以出入所述收纳腔，从而实现了活动舵片的折叠或展开，最终实现了不同航速段下航向稳定装置的控制策略，兼顾了不同航速段下船舶对航向稳定性和快速性的双重需求，该装置结构简单，无需对船体进行改造，适用于航行稳定性不足的各类船舶，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的船用伸缩式航向稳定装置在收纳状态下侧视图。
图2为本申请实施例提供的船用伸缩式航向稳定装置在收纳状态下后视图。
图3为为本申请实施例提供的船用伸缩式航向稳定装置在展开状态下侧视图。
图4为为本申请实施例提供的船用伸缩式航向稳定装置在展开状态下后视图。
其中，图中元件标识如下：
1-船底板，2-艉封板，3-导流壳，4-电机，5-丝杠，6-滑块，7-轴承端座，8-支撑杆，9-端部连接基座，10-固定舵片，11-中间舵片，12-端部舵片。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
参考图1-图4，本申请提供船用伸缩式航向稳定装置，包括：
一固定舵片10，安装于船体上，具体而言，固定舵片10安装在船底板1上，船底板1固接有艉封板2。上述固定舵片10具有收纳腔。
一活动舵片，被配置成可相对于上述固定舵片10转动以出入上述收纳腔；
一直线驱动组件，用以产生往复的直线推动；
以及，一支撑杆8，一端可转动地连接上述直线驱动组件的动力输出端，另一端可转动地连接在上述活动舵片的活动部分。
容易想到的是，关于活动舵片可相对于上述固定舵片10转动的实现方式，其一位点固接设置在固定舵片10，其它部分可相对于该固定点转动。固定点可通过铰轴或销轴等熟知的手段。
作为直线驱动组件的一种可示范的实现方式，直线驱动组件为丝杠滑块机构。当然，直线驱动组件还可以为诸如电动推杆、液压推杆或气动推杆等形式。
此处，已为所属领域技术人员所熟知的是，丝杠滑块机构是由带有螺纹的丝杠5和螺接在该丝杠5上的滑块6，滑块6具有内螺纹，内螺纹与丝杠5的外螺纹相配合。滑块6可滑动被安装在固定舵片10上或者船底板上，并且滑块6的自转是不被允许的。丝杠5的一端用以外接动力组件例如电机4的动力输入。丝杠5被外力旋转时，丝杠5通过旋转，通过与滑块6的螺接并且滑块6的自转被禁止，从而便将丝杠5的旋转转化成滑块6的直线往复运动。
在上述的丝杠滑块机构的实现方式中，滑块6的一端与支撑杆8可转动地连接，支撑杆8的另一端可转动地连接(例如端部连接基座9)在活动舵片。
在上述的丝杠滑块机构的实现方式中，丝杠5的远离电机4的动力输出端的一端可以通过诸如轴承端座7等形式安装在船底板1上或者固定舵片10上。
上述丝杠滑块机构的滑块6运行行程不大于丝杠5长度2/3，以保证滑块6运动到过于靠近丝杠5的二端带来对支撑杆8的传动不顺畅。
前文支撑杆8的二端均可转动连接，容易想到的是，可转动连接适配了活动舵片的转动，以防止支撑杆8对活动舵片转动的阻碍。
在一些典型的实施方案中，上述活动舵片包括相连的中间舵片11和端部舵片12。以此，活动舵片的数量为多个，可以提高调节的灵活性，还能保证活动舵片展开或收纳时更平整，降低活动舵片的刚性带来的出现转动不顺畅。
进一步地，上述中间舵片11的数量为1-3个。
上述活动舵片在收纳状态时其旋转角度为零，伸缩状态下端部舵片12最大旋转角度不超过40度。以此，通过限制活动舵片的转动角度，从而确保活动舵片的整个转动行程均能顺畅。
固定舵片10的端部还可设有导流壳3，降低高速航行时装置的阻力。导流壳3可以为流线型外观设计。
电机4的安装位置可以是装在固定舵片10上或者船底板上。至于电机4的转速的一种可示范地实现方式，电机4的输出转速小于200rpm。
现在针对一个常见的应用场景中，来阐述本申请的操作过程。应当注意的是，此常见的实施方案不可作为理解本申请所声称所要解决技术问题的必要性特征认定的依据，其仅仅是示范而已。
请再次参考图1，高航速段，中间舵片11和端部舵片12均重叠收纳至固定舵片10内，固定舵片10前端为流线型导流壳，降低高速航行时装置的阻力。
请再次参考图2，中低速航行段，航向稳定装置为伸张状态，电机4工作带动丝杠5产生旋转运动，丝杠5带动滑块6机构向后产生水平运动，滑块6带动支撑杆8产生平动，端部舵片12受支撑杆8作用向下产生转动，端部舵片12运动至指定角度时电机4运动停止并锁死，至此，完成伸缩式舵片组伸张运动全过程。回收过程中电机4反转，具体传动流程与上述过程一致。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，包括：
一固定舵片，安装于船体上，所述固定舵片具有收纳腔；
一活动舵片，被配置成可相对于所述固定舵片转动以出入所述收纳腔；
一直线驱动组件，用以产生往复的直线推动；
以及，一支撑杆，一端可转动地连接所述直线驱动组件的动力输出端，另一端可转动地连接在所述活动舵片的活动部分。
2.根据权利要求1所述船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，直线驱动组件为丝杠滑块机构。
3.根据权利要求2所述船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，所述丝杠滑块机构通过轴承端座安装于所述固定舵片上。
4.根据权利要求1所述船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，所述活动舵片包括相连的中间舵片和端部舵片。
5.根据权利要求1所述船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，所述中间舵片的数量为1-3个。
6.根据权利要求1所述船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，用以为直线驱动组件提供驱动的电机输出转速小于200rpm。
7.根据权利要求2所述船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，所述丝杠滑块机构的滑块运行行程不大于丝杠长度2/3。
8.根据权利要求1所述船用伸缩式航向稳定装置，其特征在于，所述活动舵片在收纳状态时其旋转角度为零，伸缩状态下端部舵片最大旋转角度不超过40度。
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