CN116080816B - 一种支柱体可调门式小水线面双体船及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种支柱体可调门式小水线面双体船及其使用方法，包括水上船体，其下方左右间隔安装两组支柱，单组支柱均包括前后间隔布设的前支柱体和后支柱体，前支柱体和后支柱体下部共同安装相应的潜体；位于前支柱体和后支柱体间隔处的水上船体底面安装有上导向组件，位于前支柱体和后支柱体间隔处的潜体顶面安装有下导向组件，上导向组件和下导向组件之间共同安装有调节门；还包括带动调节门前后移动的驱动机构；由驱动机构带动调节门移动，来调整前支柱体和后支柱体之间的间隔距离，甚至是将支柱在单支柱、双支柱状态下切换，从而满足于不同方位大小波浪下的航行，满足于不同航态的使用，极大地保证了小水线面双体船优良的航行性能。
Description
技术领域
本发明涉及小水线面船技术领域，尤其是一种支柱体可调门式小水线面双体船及其使用方法。
背景技术
小水线面双体船(SWATH)是一种耐波性极其优异的高性能船舶，能全天候作业，特别适用于水声监听、科学考察以及声学特性、海域地形地貌、水文环境监测等。
对于不同支柱形式的小水线面双体船来说，它们兴波阻力的大小、兴波干扰及产生飞溅的情况都是不同的。双支柱形式的剖面形状是短而厚，高速时兴波和飞溅较大，但在低速或停航时，由于在双支柱之间存在有空隙，利于横浪通过，可以减小小水线面双体船发生横摇和纵摇的耦合运动，全方位耐波能力增强；而单支柱形式的剖面形状是长而薄，高速时兴波阻力低、飞溅小，但在低速或停航时，没有空隙的单支柱会阻碍横浪的通过，从而造成全方位耐波能力差。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的支柱体可调门式小水线面双体船及其使用方法，从而调整前支柱体和后支柱体之间的间隔距离，甚至是将支柱在单支柱、双支柱状态下切换，从而满足于不同方位大小波浪下的航行，满足于不同航态的使用，极大地保证了小水线面双体船优良的航行性能。
本发明所采用的技术方案如下：
一种支柱体可调门式小水线面双体船，包括水上船体，水上船体下方左右间隔安装有两组支柱，两组支柱下部分别安装有呈前后方向布设的潜体，单组支柱均包括有前后间隔布设的前支柱体和后支柱体，前支柱体和后支柱体下部共同安装相应的潜体；位于前支柱体和后支柱体间隔处的水上船体底面安装有上导向组件，位于前支柱体和后支柱体间隔处的潜体顶面安装有下导向组件，上导向组件和下导向组件之间共同安装有调节门；还包括带动调节门前后移动的驱动机构。
作为上述技术方案的进一步改进：
上下对应的单组上导向组件、下导向组件之间沿着前后方向共同移动安装有两个调节门，前支柱体和后支柱体相向的端部均开设有供单个调节门收置的容纳槽；所述驱动机构同时驱动两个调节门相向或相背移动。
两个调节门相背移动直至分别移动至相应的容纳槽中，单组支柱上实际开口达最大，前支柱体、后支柱体之间的间隔呈完全开启状态；两个调节门相向移动直至端部相互贴紧，单组支柱上实际开口达最小，前支柱体、后支柱体之间的间隔呈完全闭合状态；由两个调节门之间的距离来调整单组支柱上实际开口的大小。
所述上导向组件包括有左右间隔、相对布设的两根上导向轨，两根上导向轨之间共同滑动安装有上轨轮组；所述下导向组件包括有左右间隔、相对布设的两根下导向轨，两根下导向轨之间共同滑动安装有下轨轮组；所述上轨轮组、下轨轮组分别固定安装于调节门的上部边缘和下部边缘，上轨轮组由驱动机构带动沿着上导向轨长度方向移动。
两根上导向轨相向的侧面、两根下导向轨相向的侧面均内凹形成沿着长度方向的导向槽；所述上轨轮组、下轨轮组中均包括有横向臂，横向臂两端分别转动安装有转轮，转轮配装至相应的导向槽中。
所述上轨轮组包括有向下延伸穿过两根上导向轨的竖向臂，下轨轮组包括有向上延伸穿过两根下导向轨的竖向臂；所述调节门顶部边缘和底部边缘分别沿着前后方向间隔固装有衔接杆，衔接杆与竖向臂一一对应，衔接杆端部与竖向臂端部经由法兰结构贴合固定。
所述驱动机构的结构为：包括位于两个上导向轨间隔之间中部上方的主动齿轮，主动齿轮由上方的电机带动转动，主动齿轮左右两侧分别配装有相互平行的齿条；
单个上导向轨顶部均向上延伸有齿条导向架，齿条配置于齿条导向架中，齿条与上轨轮组固定，齿条带动上轨轮组相对于齿条导向架、上导向轨沿着长度方向移动。
所述齿条沿着长度方向分为两段，一段侧向延伸有伸出齿条导向架、与主动齿轮相啮合的多个齿而构成齿形部，另一段为光杆部，光杆部侧向延伸有伸出齿条导向架的衔接座；所述上轨轮组包括有向上延伸穿过两根上导向轨的竖向臂，竖向臂顶端与衔接座之间经由法兰结构固定。
所述上导向组件向上嵌装于水上船体底面，下导向组件向下嵌装于潜体顶面；所述调节门顶部边缘向上伸至水上船体底面而与上导向组件配装，调节门底部边缘向下伸至潜体顶面而与下导向组件配装。
一种所述的支柱体可调门式小水线面双体船的使用方法，包括小水线面双体船在高速和低速两种航态下的使用；
小水线面双体船在高速航行时，驱动机构带动调节门移动，直至由调节门将相应前支柱体、后支柱体之间的间隔完全闭合，构成单支柱形式的小水线面双体船，在高速航行时兴波阻力低、飞溅小；
小水线面双体船在低速航行时，驱动机构带动调节门移动，直至调节门将相应前支柱体、后支柱体之间的间隔完全打开，构成间隔距离最大的双支柱形式的小水线面双体船，在低速航行时方便于横浪从间隔处通过，减小小水线面双体船的横摇、纵摇耦合运动，保证耐波性能。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，使用方便，由驱动机构带动调节门进行移动，来调整前支柱体和后支柱体之间的间隔距离，甚至是将支柱在单支柱、双支柱状态下切换，从而满足于不同方位大小波浪下的航行，满足于不同航态的使用，极大地保证了小水线面双体船优良的航行性能；
本发明还包括如下优点：
驱动机构中采用齿轮齿条的传动形式，该传动形式具备自锁能力，除了能够带动调节门完全开启或是闭合外，还能根据实际情况和需求控制调节门的开度，从而满足于不同方位大小波浪下的航行；
前支柱体和后支柱体相向的端部均开设有供单个调节门收置的容纳槽，容纳槽与调节门的组合配置，一方面满足了容纳调节门的空间要求以及支柱水密的要求，另一方面还能够通过调节门来实现对整个支柱的结构加强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中沿A-A的剖视图(省略下方潜体)。
图3为图1的侧视图。
图4为本发明后支柱体的横向剖视图。
图5为图4中B处的局部放大图。
图6为本发明上导向组件、下导向组件与调节门之间的配装示意图。
图7为本发明上轨轮组的结构示意图。
图8为本发明调节门上衔接杆的配装示意图。
图9为图8中沿C-C的剖视图。
图10为图9中D处的局部放大图。
图11为本发明中驱动机构的结构示意图(完全打开状态)。
图12为本发明中两个调节门相向移动的状态示意图。
图13为本发明中两个调节门相向移动至完全闭合的状态示意图。
其中：1、水上船体；2、驱动机构；3、上导向组件；4、后支柱体；5、潜体；6、下导向组件；7、调节门；8、前支柱体；
21、齿条；22、衔接座；23、主动齿轮；211、光杆部；212、齿形部；
30、齿条导向架；31、上轨轮组；32、导向槽；311、竖向臂；312、横向臂；313、转轮；
41、尾部；42、横向板；43、外侧板；44、门槽板；
60、下轨轮组；
70、衔接杆；71、螺母座；72、门板；73、复合芯体。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2和图3所示，本实施例的一种支柱体可调门式小水线面双体船，包括水上船体1，水上船体1下方左右间隔安装有两组支柱，两组支柱下部分别安装有呈前后方向布设的潜体5，单组支柱均包括有前后间隔布设的前支柱体8和后支柱体4，前支柱体8和后支柱体4下部共同安装相应的潜体5；位于前支柱体8和后支柱体4间隔处的水上船体1底面安装有上导向组件3，位于前支柱体8和后支柱体4间隔处的潜体5顶面安装有下导向组件6，上导向组件3和下导向组件6之间共同安装有调节门7；还包括带动调节门7前后移动的驱动机构2。
由驱动机构2带动调节门7进行移动，来调整前支柱体8和后支柱体4之间的间隔距离，甚至是将支柱在单支柱、双支柱状态下切换，从而满足于不同方位大小波浪下的航行，满足于不同航态的使用。
本实施例中，左右两组潜体5相互平行对称，潜体5具体形状可以参照现有技术中的结构，比如回转体状等；在正常航行状态时，潜体5深潜水中，其提供了小水线面双体船浮力的主要部分。
水上船体1是一个高居于水面以上的平台结构，一般造型简单，外形呈长方形箱形体状，内部是舱室，上面是宽阔的甲板平台，可安装各种设备、仪器或货物等。
本实施例中，前支柱体8、后支柱体4共同构成小水线面双体船的双支柱形式，其分别为左右平行、相互对称的扁平状支柱，其横截面一般呈扁薄、外凸的流线型；单组支柱分别从潜体5向上穿割水面，托住水上船体1，由两组支柱共同将水上船体1和潜体5连成一个整体。
上下对应的单组上导向组件3、下导向组件6之间沿着前后方向共同移动安装有两个调节门7，前支柱体8和后支柱体4相向的端部均开设有供单个调节门7收置的容纳槽；驱动机构2同时驱动两个调节门7相向或相背移动。
当然，根据实际情况，也可以在单组上导向组件3、下导向组件6之间仅仅安装一个调节门7，经由调节门7的前后移动，同样能够实现对于前支柱体8、后支柱体4之间间隔的打开或闭合的调整、切换；此时，在完全打开状态下，调节门7可以设计收置于前支柱体8、后支柱体4中之一的容纳槽中。
如图4和图5所示，前支柱体8和后支柱体4均包括有左右相向布设的外侧板43，两个外侧板43之间前后间隔安装有多个横向板42，两个外侧板43顶面共同安装有顶板，两个外侧板43底面共同安装有底板，构成支柱主体，形成相对封闭的水密体；前支柱体8的支柱主体后端、后支柱体4的支柱主体前端分别配装有门槽板44，门槽板44上沿着前后方向开设有上下贯通的容纳槽；后支柱体4的支柱主体后端还安装有尾部41，尾部41用于安装舵装置。
本实施例中，外侧板43为左右对称的曲板，构成前支柱体8、后支柱体4的外形。
本实施例中，通过门槽板44这个相对独立结构的设置，来配装调节门7，能够有效保证结构的水密要求。
前支柱体8和后支柱体4相向的端部均开设有供单个调节门7收置的容纳槽，容纳槽与调节门7的组合配置，一方面满足了容纳调节门7的空间要求以及支柱水密的要求，另一方面还能够通过调节门7来实现对整个支柱的结构加强。
如图6所示，上导向组件3包括有左右间隔、相对布设的两根上导向轨，两根上导向轨之间共同滑动安装有上轨轮组31；下导向组件6包括有左右间隔、相对布设的两根下导向轨，两根下导向轨之间共同滑动安装有下轨轮组60；上轨轮组31、下轨轮组60分别固定安装于调节门7的上部边缘和下部边缘，上轨轮组31由驱动机构2带动沿着上导向轨长度方向移动。
两根上导向轨相向的侧面、两根下导向轨相向的侧面均内凹形成沿着长度方向的导向槽32；如图7所示，上轨轮组31、下轨轮组60中均包括有横向臂312，横向臂312两端分别转动安装有转轮313，转轮313配装至相应的导向槽32中。
上轨轮组31包括有向下延伸穿过两根上导向轨的竖向臂311，下轨轮组60包括有向上延伸穿过两根下导向轨的竖向臂311；如图8所示，调节门7顶部边缘和底部边缘分别沿着前后方向间隔固装有衔接杆70，衔接杆70与竖向臂311一一对应，衔接杆70端部与竖向臂311端部经由法兰结构贴合固定。
如图9和图10所示，螺母座71预埋于门板72边缘处，螺母座71经由内螺纹固定配装衔接杆70，实现衔接杆70在调节门7上的安装；调节门7的主体结构由门板72和内部复合芯体73共同构成，满足整个结构重量轻、强度刚度高的要求。
本实施例中，衔接杆70、螺母座71可以均采用金属材质，以保证配装后结构的整体可靠性。
如图11所示，驱动机构2的结构为：包括位于两个上导向轨间隔之间中部上方的主动齿轮23，主动齿轮23由上方的电机带动转动，主动齿轮23左右两侧分别配装有相互平行的齿条21；
单个上导向轨顶部均向上延伸有齿条导向架30，齿条21配置于齿条导向架30中，齿条21与上轨轮组31固定，齿条21带动上轨轮组31相对于齿条导向架30、上导向轨沿着长度方向移动。
本实施例中，电机为立式放置，其安装中心点位于前支柱体8、后支柱体4间间隔的横向中心线与前支柱体8、后支柱体4纵向中心线的交点处，这样就可以保证两边的调节门7处于同一个纵向中心线垂面内，同时还保证了调节门7开启或闭合时方向相反、移动距离相等，且实施移动操纵时受力均匀。
驱动机构2中采用齿轮齿条的传动形式，该传动形式具备自锁能力，除了能够带动调节门7完全开启或是闭合外，还能根据实际情况和需求控制调节门7的开度，从而满足于不同方位大小波浪下的航行。
齿条21沿着长度方向分为两段，一段侧向延伸有伸出齿条导向架30、与主动齿轮23相啮合的多个齿而构成齿形部212，另一段为光杆部211，光杆部211侧向延伸有伸出齿条导向架30的衔接座22；上轨轮组31包括有向上延伸穿过两根上导向轨的竖向臂311，竖向臂311顶端与衔接座22之间经由法兰结构固定。
本实施例中，齿条导向架30与齿条21配装处设置为厚圆管结构，并以水平线为对称线，上下45°切割厚管壁形成厚圆管的开口，用于齿条21上齿形、衔接座22的侧向延伸伸出，从而保证驱动机构2的正常使用。
本实施例中，上导向组件3经由齿条导向架30为齿条21的移动提供导向，上导向组件3和下导向组件6分别经由上轨轮组31、下轨轮组60共同为调节门7的移动提供导向，从而有效保证了移动的可靠性和稳定性。
上导向组件3向上嵌装于水上船体1底面，下导向组件6向下嵌装于潜体5顶面；调节门7顶部边缘向上伸至水上船体1底面而与上导向组件3配装，调节门7底部边缘向下伸至潜体5顶面而与下导向组件6配装。
两个调节门7相背移动直至分别移动至相应的容纳槽中，单组支柱上实际开口达最大，前支柱体8、后支柱体4之间的间隔呈完全开启状态，如图11所示；两个调节门7相向移动直至端部相互贴紧，单组支柱上实际开口达最小，前支柱体8、后支柱体4之间的间隔呈完全闭合状态，如图13所示；由两个调节门7之间的距离来调整单组支柱上实际开口的大小，如图12所示为处于最大和最小之间的开口状态。
本实施例的一种支柱体可调门式小水线面双体船的使用方法，包括小水线面双体船在高速和低速两种航态下的使用；
小水线面双体船在高速航行时，驱动机构2带动调节门7移动，直至由调节门7将相应前支柱体8、后支柱体4之间的间隔完全闭合，构成单支柱形式的小水线面双体船，在高速航行时兴波阻力低、飞溅小；
小水线面双体船在低速航行时，驱动机构2带动调节门7移动，直至调节门7将相应前支柱体8、后支柱体4之间的间隔完全打开，构成间隔距离最大的双支柱形式的小水线面双体船，在低速航行时方便于横浪从间隔处通过，减小小水线面双体船的横摇、纵摇耦合运动，保证耐波性能。
驱动机构2的动作过程为：首先电机带动主动齿轮23转动；主动齿轮23同时与左右两侧的两个齿条21啮合，驱使两个齿条21按相反的方向同时移动；两个齿条21分别经由衔接座22带动两个调节门7按相反的方向移动，从而实现调节门7的开启或闭合；比如，当电机逆时针旋转时，主动齿轮23带动两个调节门7靠近，实现调节门7的闭合；当电机顺时针旋转时，主动齿轮23带动两个调节门7远离，实现调节门7的开启。
本发明通过前后支柱体之间实际开口距离的调整，满足于不同方位大小波浪下的航行，满足于不同航态的使用，极大地保证了小水线面双体船优良的航行性能。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种支柱体可调门式小水线面双体船，包括水上船体(1)，水上船体(1)下方左右间隔安装有两组支柱，两组支柱下部分别安装有呈前后方向布设的潜体(5)，其特征在于：单组支柱均包括有前后间隔布设的前支柱体(8)和后支柱体(4)，前支柱体(8)和后支柱体(4)下部共同安装相应的潜体(5)；位于前支柱体(8)和后支柱体(4)间隔处的水上船体(1)底面安装有上导向组件(3)，位于前支柱体(8)和后支柱体(4)间隔处的潜体(5)顶面安装有下导向组件(6)，上导向组件(3)和下导向组件(6)之间共同安装有调节门(7)；还包括带动调节门(7)前后移动的驱动机构(2)。
2.如权利要求1所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：上下对应的单组上导向组件(3)、下导向组件(6)之间沿着前后方向共同移动安装有两个调节门(7)，前支柱体(8)和后支柱体(4)相向的端部均开设有供单个调节门(7)收置的容纳槽；所述驱动机构(2)同时驱动两个调节门(7)相向或相背移动。
3.如权利要求2所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：两个调节门(7)相背移动直至分别移动至相应的容纳槽中，单组支柱上实际开口达最大，前支柱体(8)、后支柱体(4)之间的间隔呈完全开启状态；两个调节门(7)相向移动直至端部相互贴紧，单组支柱上实际开口达最小，前支柱体(8)、后支柱体(4)之间的间隔呈完全闭合状态；由两个调节门(7)之间的距离来调整单组支柱上实际开口的大小。
4.如权利要求1所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：所述上导向组件(3)包括有左右间隔、相对布设的两根上导向轨，两根上导向轨之间共同滑动安装有上轨轮组(31)；所述下导向组件(6)包括有左右间隔、相对布设的两根下导向轨，两根下导向轨之间共同滑动安装有下轨轮组(60)；所述上轨轮组(31)、下轨轮组(60)分别固定安装于调节门(7)的上部边缘和下部边缘，上轨轮组(31)由驱动机构(2)带动沿着上导向轨长度方向移动。
5.如权利要求4所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：两根上导向轨相向的侧面、两根下导向轨相向的侧面均内凹形成沿着长度方向的导向槽(32)；所述上轨轮组(31)、下轨轮组(60)中均包括有横向臂(312)，横向臂(312)两端分别转动安装有转轮(313)，转轮(313)配装至相应的导向槽(32)中。
6.如权利要求4所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：所述上轨轮组(31)包括有向下延伸穿过两根上导向轨的竖向臂(311)，下轨轮组(60)包括有向上延伸穿过两根下导向轨的竖向臂(311)；所述调节门(7)顶部边缘和底部边缘分别沿着前后方向间隔固装有衔接杆(70)，衔接杆(70)与竖向臂(311)一一对应，衔接杆(70)端部与竖向臂(311)端部经由法兰结构贴合固定。
7.如权利要求4所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：所述驱动机构(2)的结构为：包括位于两个上导向轨间隔之间中部上方的主动齿轮(23)，主动齿轮(23)由上方的电机带动转动，主动齿轮(23)左右两侧分别配装有相互平行的齿条(21)；
单个上导向轨顶部均向上延伸有齿条导向架(30)，齿条(21)配置于齿条导向架(30)中，齿条(21)与上轨轮组(31)固定，齿条(21)带动上轨轮组(31)相对于齿条导向架(30)、上导向轨沿着长度方向移动。
8.如权利要求7所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：所述齿条(21)沿着长度方向分为两段，一段侧向延伸有伸出齿条导向架(30)、与主动齿轮(23)相啮合的多个齿而构成齿形部(212)，另一段为光杆部(211)，光杆部(211)侧向延伸有伸出齿条导向架(30)的衔接座(22)；所述上轨轮组(31)包括有向上延伸穿过两根上导向轨的竖向臂(311)，竖向臂(311)顶端与衔接座(22)之间经由法兰结构固定。
9.如权利要求1所述的一种支柱体可调门式小水线面双体船，其特征在于：所述上导向组件(3)向上嵌装于水上船体(1)底面，下导向组件(6)向下嵌装于潜体(5)顶面；所述调节门(7)顶部边缘向上伸至水上船体(1)底面而与上导向组件(3)配装，调节门(7)底部边缘向下伸至潜体(5)顶面而与下导向组件(6)配装。
10.一种权利要求1所述的支柱体可调门式小水线面双体船的使用方法，其特征在于：包括小水线面双体船在高速和低速两种航态下的使用；
小水线面双体船在高速航行时，驱动机构(2)带动调节门(7)移动，直至由调节门(7)将相应前支柱体(8)、后支柱体(4)之间的间隔完全闭合，构成单支柱形式的小水线面双体船，在高速航行时兴波阻力低、飞溅小；
小水线面双体船在低速航行时，驱动机构(2)带动调节门(7)移动，直至调节门(7)将相应前支柱体(8)、后支柱体(4)之间的间隔完全打开，构成间隔距离最大的双支柱形式的小水线面双体船，在低速航行时方便于横浪从间隔处通过，减小小水线面双体船的横摇、纵摇耦合运动，保证耐波性能。
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