CN115180106A - 一种新型船舶转向系统及推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型船舶转向系统及推进装置，包括一组推进装置，包括至少两个相对于船舶船体枢转布置的推进装置，用于在所需方向上产生船舶的驱动推力，此外该系统还包含控制系统及推进辅助系统。

Description

一种新型船舶转向系统及推进装置

技术领域

本发明涉及一种新型船舶转向系统及推进装置，具体涉及本发明涉及一种船舶的转向控制系统，该船舶的推进装置围绕轴枢转布置，轴通常垂直于船舶的船体，其中，通过控制推进装置的角度位置来控制推力方向，从而控制船舶的运动。

背景技术

船舶电子控制转向系统的研发已经具备相当的规模。在电子控制转向系统中，方向盘和方向舵或枢轴布置的推进装置之间的机械或液压连接被一个电子通信通道所取代，在该通道中，来自感测方向盘位置或运动的传感器的输入信号被传输到一个电子控制装置控制执行器，该执行器设置方向舵或枢轴设置的推进装置。

已发现已知转向系统存在多个问题。首先要注意的是，当涉及船舶的横摇角或推进装置上的侧向力时，船舶对推进装置的准确位置极为敏感。试验表明，几毫米的安装公差可能会导致船舶在直线前进方向操纵船舶时获得几度的不水平横摇角。通常船体围绕船舶长度轴的倾斜，即横摇角位置，将通过使用配平面进行校正，这将导致燃油消耗增加或性能损失。另一个问题是已知的推进装置，其具有安装在螺旋桨轴上的单驱动螺旋桨。这种类型的螺旋桨产生的反作用力通过螺旋桨轴传播，直至发动机和发动机支座。为了防止发动机支座断裂，可使用反作用杆。反应杆的使用对船舶的侧倾角有很大的影响，通过设置配平面可再次减轻侧倾角，这将不可避免地导致油耗增加或性能损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种转向控制系统，其中解决了上述问题。该目标通过权利要求1所述的转向控制系统实现。本发明在船舶的转向控制系统中实施，该系统包括至少两个相对于船体枢转布置的推进装置，用于在所需方向上产生所述船舶的驱动推力，其中，控制系统包括一个转向控制仪表，用于生成输入信号，以控制船舶的预期路线；控制所述推进装置角度位置的控制单元复合模块，所述控制单元复合模块用于接收来自转向控制系统的输入信号，输入信号表示船舶的一般运动方向，从而表示每个推进装置的一般期望角位置，所述控制装置复合模块还包含前馈枢轴角度校正控制块，该枢轴角度校正块被设置成通过向推进装置的一般期望角度位置添加校正值来生成推进装置的期望角度位置。在优选实施例中，校正值包括对推进装置的前束或后束设置或所述推进装置的爱克曼设置的补偿。也就是说，转向由转向控制仪表（通常是感应方向盘运动的传感器）生成的输入信号执行。

输入信号表示一般所需的运动方向。前馈枢轴角度校正控制块被布置成通过向推进装置的一般期望角度位置添加校正值来生成推进装置的期望角度位置。枢轴角度校正控制块为前馈型，因为它通过将校正值添加到根据转向控制仪表生成的输入信号确定的一般期望角度位置，以前馈方式生成推进装置的期望角度位置，以及通过将传感器输入信号转换为校正值输出信号的存储地图或模型形式的表示来确定哪些校正值。修正值通常表示前束入或前束出位置或爱克曼位置。

根据本发明，每个前馈枢轴角度校正控制块被布置成为每个控制单元生成单独的校正值。由于产生了单独的修正角，因此可以根据推进装置在船体上的位置调整每个装置的前束或前束值。然后，可以为特定推进装置设置前束角或前束角，以便船舶在直线前进方向行驶时不会出现不水平的横滚角，或推进装置上的侧向力可能偏离预期值，从而导致推进装置过度磨损或推进装置角速度增加转向，这可能导致不需要的转向特性。

此外，还可以根据推进装置的实际位置调整爱克曼角，当推进装置位于距离船舶中心线不同的位置或沿船舶长轴的不同位置时，这一点尤为重要。如果使用了两个以上的推进装置，或者推进装置相对于中心线的位置不对称，则需要单独设置爱克曼补偿。如果存在任何船的不平衡，例如现有反作用杆造成的不平衡，或安装程序中的公差，可通过允许每个推进装置的单独校正值来缓解这种不平衡。尤其是，优选为每个推进装置设置单独的前束或后束补偿值，以产生船舶的期望横摇角，或在向前运行时产生期望水平的侧向力。

附图说明

图1为可使用本发明的船舶的简化俯视图。

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。

如图1所示，船舶1设计有一个船体2，该船体2具有一个船首3、一个船尾4，并由一条中心线5分为两个对称部分。在船尾4中，安装了两个推进装置6、7。更准确地说，船舶1配有布置在左舷的第一推进第六单元和布置在右舷的第2推进第7单元。推进装置6、7相对于所述船体枢转布置，用于在所需方向上产生驱动推力，通常为常规类型，例如以舷外驱动装置、方位驱动装置或舷外发动机的形式。在某些情况下，推进装置也可围绕通常横向延伸的枢轴进行枢转布置，以便于配平。本发明涉及控制船舶转向的枢轴周围角位置的控制。

两个推进装置6、7可通过控制装置复合模块8、9进行操纵。控制单元复合模块优选地包括用于每个推进单元的单独控制第8单元。也就是说，如果使用两个推进装置，将使用两个控制装置，如果将三个推进装置安装到船舶上，将使用三个控制装置等。控制装置8、9以计算机化装置的形式适当接收来自转向控制仪表10、11的命令。转向控制仪表可以方向盘10或操纵杆11的形式提供，也可以两者的组合形式提供。单独的控制单元还以常规方式接收来自油门杆12的输入信号。节流可由每个推进装置的操纵杆单独控制，或包括每个推进装置12a、12b的操纵杆。如果船舶上安装有两个以上的推进装置，通常最好有两个油门杆，一个用于位于中线右舷的每组推进装置，一个用于位于中线左舷的推进装置组。

控制单元8、9还接收来自换档杆13的输入信号，换档杆13可将各个推进单元接合到倒档、空档或驱动档。此外，如果船舶上安装了两个以上的推进装置，通常最好配备两个档位选择器，一个用于位于中线右舷的每组推进装置，另一个用于位于中线左舷的推进装置组。根据从转向控制仪表10、11接收到的信息，控制单元8、9被设置成以适当的方式控制第一推进第5单元和第2推进第6单元，以请求的方向和推力推进船舶1。控制装置控制转向控制执行器14，以将推进装置转向至所需的角度位置。控制单元还以常规方式控制档位选择器15和节流阀16。控制装置还可包含以所需方式运行推进装置所需的所有其他电机控制设备和数据。

Claims (8)

1.一种新型船舶转向系统及推进装置，其特征在于：包括一组推进装置，包括至少两个相对于船体枢转布置的推进装置，用于在所需方向上产生船舶的驱动推力；所述控制系统包括一个转向控制仪表，用于生成输入信号以控制船舶的预期路线。

2.根据权利要求1所述的一种新型船舶转向系统及推进装置，其中控制所述推进装置的角位置的控制单元复合模块，所述控制单元复合模块被设置为接收来自所述转向控制仪表的输入信号，所述输入信号表示船舶的一般运动方向，从而表示每个推进装置的一般目标角位置,其特征在于，所述控制单元复合模块还包含前馈枢轴角度校正控制块，该前馈枢轴角度校正控制块被设置成通过向推进装置的一般期望角度位置，添加校正值来生成推进装置的实际期望角度位置；其中，前馈枢轴角度校正控制块被设置成为所述推进装置组中包括的推进装置生成单独的校正值。

3.根据权利要求1所述的一种新型船舶转向系统及推进装置，其特征在于，所述校正值包括对推进装置的前束或后束设置或所述推进装置的设置的补偿。

4.根据权利要求1所述的一种新型船舶转向系统及推进装置，前馈枢轴角度校正控制块被设置成为至少一个推进装置生成校正值，该校正值不同于为其余推进装置生成的校正值。

5.根据权利要求1所述的一种新型船舶转向系统及推进装置，前馈枢轴角度校正控制块被设置成为至少一个推进装置生成前束补偿值，该值不同于为其余推进装置生成的前束补偿值。

6.根据权利要求5所述的一种新型船舶转向系统及推进装置，其特征在于，每个推进装置的单独校正值被设置为通过使用前馈枢轴角度校正控制块中存储的映射来生成，每个推进装置，取决于来自速度控制装置的输入信号的值的单个预定校正值。

7.根据权利要求6所述的一种新型船舶转向系统及推进装置，所述控制单元复合模块还包含最大回转控制块，其中，最大回转控制块用于将来自所述转向控制仪表的输入信号转换为推进装置允许最大回转范围内的一般所需角度位置，其中最大回转控制块用于为每个推进装置生成单独的允许最大回转范围。

8.根据权利要求1所述的一种新型船舶转向系统及推进装置，每个推进装置的所述允许最大摆动范围被设置为通过使用最大摆动控制块中存储的地图来生成，所述地图被设置为每个推进装置自动生成，根据来自速度控制装置的输入信号值，单独的预设定允许的最大摆动范围。

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