CN117227922A - 一种悬挂式减摇装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬挂式减摇装置及其工作方法，属于船体减摇领域，包括呈矩形阵列均匀布置于船体底端的多个减摇机构，多个减摇机构均包括全方位减摇单元以及与全方位减摇单元连接的升降单元；船体底端且对应减摇机构的位置开设有容置槽。本发明采用上述悬挂式减摇装置及其工作方法，无需动力驱动，即可适应全方位的海洋冲击摇荡，从而提高了减摇效果。

Description

一种悬挂式减摇装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及船体减摇技术领域，尤其涉及一种悬挂式减摇装置及其工作方法。

背景技术

海工船在深远海域航行/作业时，受到波浪、海风及海流等海洋环境扰动的作用，将产生六个自由度的摇荡运动，为解决上述问题，现有技术研发了如舭龙骨、减摇鳍、舵减摇、减摇水舱、减摇陀螺、减摇重块等多种减摇结构。

具体的现有研究如下：

CN202021349852.9公开了船舶减摇装置，其包括船体和隐藏槽，所述船体的两侧设置有隐藏槽，且隐藏槽的内部设想有减摇鳍，所述减摇鳍的内部设置有液压气缸。该实用新型通过隐藏槽内部设置的液压伸缩杆与折叠拉头的相互拉动配合，可以在减摇鳍使用的工作过程中，将减摇鳍从隐藏槽内进行旋转拉出，并通过驱动仓内部设置的驱动电机与旋转盘的相互配合，可以根据使用需求对减摇鳍的转动角度进行调节，从而满足多种减摇情况下的使用需求，并且通过减摇鳍内部设置的液压气缸将延伸板进行滑动推出，从而可以在波浪击打减摇鳍时，不但可以有增大减摇鳍的使用面积，提高减摇鳍与船体运动方向相反的偏转力矩，同时也大大增强船体减摇支撑的平稳性。

CN201910848867.5公开了一种船用抗震减摇结构，所述船用抗震减摇结构包括船舶，安装在船舶底部的抗震装置，安装在船舶上的一对第一减摇装置，安装在船舶上的一对第二减摇装置，第一减摇装置位于第二减摇装置下方。所述抗震装置包括安装在船舶底部且沿X方向分布的一对吸能组件，安装在吸能组件上的抗击板，一端安装在吸能组件上且另一端安装在抗击板上的多个缓冲弹簧。所述第一减摇装置包括安装在船舶上的支撑板，安装在支撑板上的滑轨，安装在滑轨两端的固定块，安装在船舶上且位于滑轨两端的平移组件，安装在平移组件上的减摇组件。该发明克服了现有技术的不足，提供了一种专门用于船舶的抗震减摇结构，该装置灵活性高、抗震减摇效果好。

可知现有的减摇结构大致可以分为主动减摇(具有动力驱动可根据摇荡方向调整减摇方向，如减摇鳍、减摇陀螺)和被动减摇(无动力驱动，只能适应一个摇荡方向，如舭龙骨)，可知现有技术缺少无动力驱动的、可适应全摇荡方向的被动减摇结构。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种悬挂式减摇装置及其工作方法，无需动力驱动，即可适应全方位的海洋冲击摇荡，从而提高了减摇效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种悬挂式减摇装置，包括呈矩形阵列均匀布置于船体底端的多个减摇机构，多个减摇机构均包括全方位减摇单元以及与全方位减摇单元连接的升降单元；

船体底端且对应减摇机构的位置开设有容置槽。

优选的，全方位减摇单元包括升降式环形气囊、一端设置于升降式环形气囊内侧的一级全方位减摇组件以及与一级全方位减摇组件的另一端连接的折叠升降组件，折叠升降组件设置于容置槽内。

优选的，一级全方位减摇组件包括同心设置于升降式环形气囊内部的连接球以及围绕连接球设置的多个减震器，多个减震器的一端均与连接球的外壁垂直转动连接，另一端均与升降式环形气囊的内壁垂直转动连接；

连接球的顶端与竖向连接杆的底端连接，竖向连接杆的顶端穿过开设于升降式环形气囊顶端的滑动口后经横向连接杆与折叠升降组件连接；

竖向连接杆与滑动口之间留有晃动调节间隙。

优选的，多个减震器的布置高度均不高于连接球的3/4高度，且不高于升降式环形气囊的3/4高度；

多个减震器两两对称设置于连接球和升降式环形气囊之间。

优选的，竖向连接杆包括多节杆体以及设置于相邻两节杆体之间的二级全方位减摇组件，二级全方位减摇组件包括上下两端分别与相邻两节杆体转动连接的转动球以及套接于相邻两节杆体之间的转动球外侧的减摇弹簧。

优选的，连接球为镂空结构，连接球内固定有气泵，气泵的充气口和抽气口分别经充气管和抽气管与升降式环形气囊连通，充气管和抽气管上均设置有止逆阀。

优选的，折叠升降组件包括升降部件和折叠部件，其中，升降部件包括固定于容置槽内部的外部导向管、垂直滑动设置于外部导向管内侧的内部滑动管、一端螺纹连接于内部滑动管内侧的调节螺杆，调节螺杆的另一端穿过内部滑动管顶端后与固定于外部导向管顶端内壁上的驱动电机连接；

多个减摇机构的驱动电机上均连接有同步阀和延时继电器。

优选的，折叠部件包括固定于内部滑动管底端的驱动气缸以及与驱动气缸的输出端连接的连杆组，连杆组设置于横向连接杆和内部滑动管之间；

内部滑动管的底端固定有密封壳，密封壳与横向连接杆远离竖向连接杆的一端垂直转动连接；

密封壳内固定有驱动气缸。

优选的，连杆组包括第一斜杆、第二斜杆、中间连接杆和驱动杆，第一斜杆的底端与横向连接杆垂直转动连接，第一斜杆的顶端与内部滑动管的外壁垂直滑动连接，第一斜杆的中间与中间连接杆的底端垂直转动连接，中间连接杆的顶端与第二斜杆的一端垂直转动连接，第二斜杆的另一端与内部滑动管的外壁垂直转动连接，中间连接杆和第二斜杆的转动连接处还转动连接有驱动杆的一端，驱动杆的另一端与驱动气缸连接，驱动气缸与驱动杆同轴布置；

第二斜杆与内部滑动管的连接处位于第一斜杆与内部滑动管的连接处的上方；

内部滑动管的外壁上且对应第一斜杆的位置开设有导向限位槽。

一种悬挂式减摇装置的工作方法，包括以下步骤：

S1、当海上发生风浪时打开减摇机构：

S11、打开延时继电器，驱动电机开始工作，驱动电机带动调节螺杆转动，在内部滑动管上的螺纹的作用下，带动内部滑动管沿外部导向管向外伸出，直至延时继电器打开设定时间，延时继电器关闭，驱动电机停止工作；

S12、打开驱动气缸，驱动气缸带动驱动杆伸出，经中间连接杆带动第一斜杆上提，直至第一斜杆到达导向限位槽的顶端内壁，此时横向连接杆与内部滑动管之间垂直布置；

同时，正向打开气泵，利用气泵向升降式环形气囊内部充气，直至充气设定时间关闭气泵；

当横向连接杆与内部滑动管之间达到垂直布置时，升降式环形气囊的底端外壁接触海面；

S2、当海面平静时，反向操作步骤S1，关闭减摇机构。

本发明具有以下有益效果：

相比于传统的主动减摇机构，结构更为简单，更加节约资源；

相比于传统的被动减摇机构，可适应全方位的摇荡方向，更为实用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明所述的一种悬挂式减摇装置的减摇机构打开时的结构示意图；

图2为本发明所述的一种悬挂式减摇装置的减摇机构关闭时的结构示意图；

图3为图1中的A处放大图；

图4为本发明所述的一种悬挂式减摇装置的竖向连接杆结构示意图；

图5为本发明所述的一种悬挂式减摇装置的内部滑动管与外部导向管的装配图；

图6为本发明所述的一种悬挂式减摇装置的侧视图。

其中：1、船体；10、容置槽；

2、减摇机构；21、折叠升降组件；211、内部滑动管；212、密封壳；213、第二斜杆；214、驱动杆；215、中间连接杆；216、第一斜杆；217、外部导向管；218、调节螺杆；22、全方位减摇组件；221、横向连接杆；222、竖向连接杆；2221、杆体；2222、减摇弹簧；2223、转动球；223、连接球；224、减震器；23、升降式环形气囊；24、充气管；25、气泵；26、抽气管。

具体实施方式

为了使本发明实施例公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图6所示，一种悬挂式减摇装置，包括呈矩形阵列均匀布置于船体1底端的多个减摇机构2，多个减摇机构2均包括全方位减摇单元以及与全方位减摇单元连接的升降单元；船体1底端且对应减摇机构2的位置开设有容置槽10。

具体的，全方位减摇单元包括升降式环形气囊23、一端设置于升降式环形气囊23内侧的一级全方位减摇组件22以及与一级全方位减摇组件22的另一端连接的折叠升降组件21，折叠升降组件21设置于容置槽10内，利用折叠升降组件21，可在减摇机构2关闭时将减摇机构2收纳至容置槽10的内部，减小在海面平静时对正常航行的影响。

其中，一级全方位减摇组件22包括同心设置于升降式环形气囊23内部的连接球223以及围绕连接球223设置的多个减震器224，多个减震器224的一端均与连接球223的外壁垂直转动连接，另一端均与升降式环形气囊23的内壁垂直转动连接；连接球223的顶端与竖向连接杆222的底端连接，竖向连接杆222的顶端穿过开设于升降式环形气囊23顶端的滑动口后经横向连接杆221与折叠升降组件21连接；竖向连接杆222与滑动口之间留有晃动调节间隙。

本实施例中，多个减震器224的布置高度均不高于连接球223的3/4高度，且不高于升降式环形气囊23的3/4高度；多个减震器224两两对称设置于连接球223和升降式环形气囊23之间，即连接球223的顶端和升降式环形气囊23的顶端均未布置减震器224，便于连接竖向连接杆222，使得布局更为合理。

优选的，竖向连接杆222包括多节杆体2221以及设置于相邻两节杆体2221之间的二级全方位减摇组件22，二级全方位减摇组件22包括上下两端分别与相邻两节杆体2221转动连接的转动球2223以及套接于相邻两节杆体2221之间的转动球2223外侧的减摇弹簧2222，在发生摇荡时，冲击力达到竖向连接杆222，竖向连接杆222上的两节杆体2221之间发生相对位移，此时压缩冲击侧的减摇弹簧2222，逐渐缓冲冲击力，减小摇荡。

优选的，连接球223为镂空结构，连接球223内固定有气泵25，气泵25的充气口和抽气口分别经充气管24和抽气管26与升降式环形气囊23连通，充气管24和抽气管26上均设置有止逆阀，避免了充气时的漏气和抽气时的回气。

优选的，折叠升降组件21包括升降部件和折叠部件，其中，升降部件包括固定于容置槽10内部的外部导向管217、垂直滑动设置于外部导向管217内侧的内部滑动管211、一端螺纹连接于内部滑动管211内侧的调节螺杆218，调节螺杆218的另一端穿过内部滑动管211顶端后与固定于外部导向管217顶端内壁上的驱动电机连接；多个减摇机构2的驱动电机上均连接有同步阀和延时继电器，需要说明的是同步阀和延时继电器等电子部件均为市场上成熟产品，本实施例仅需将其采购后按照说明书连接即可，并未对其进行改进，且利用同步阀控制多台电机同步运转，以及利用延时继电器控制电机的启停原理均为本领域公知常识，故在此不做赘述。

优选的，折叠部件包括固定于内部滑动管211底端的驱动气缸以及与驱动气缸的输出端连接的连杆组，连杆组设置于横向连接杆221和内部滑动管211之间；内部滑动管211的底端固定有密封壳212，防止海水腐蚀驱动气泵25，密封壳212与横向连接杆221远离竖向连接杆222的一端垂直转动连接；密封壳212内固定有驱动气缸。优选的，连杆组包括第一斜杆216、第二斜杆213、中间连接杆215和驱动杆214，第一斜杆216的底端与横向连接杆221垂直转动连接，第一斜杆216的顶端与内部滑动管211的外壁垂直滑动连接，第一斜杆216的中间与中间连接杆215的底端垂直转动连接，中间连接杆215的顶端与第二斜杆213的一端垂直转动连接，第二斜杆213的另一端与内部滑动管211的外壁垂直转动连接，中间连接杆215和第二斜杆213的转动连接处还转动连接有驱动杆214的一端，驱动杆214的另一端与驱动气缸连接，驱动气缸与驱动杆214同轴布置；第二斜杆213与内部滑动管211的连接处位于第一斜杆216与内部滑动管211的连接处的上方；内部滑动管211的外壁上且对应第一斜杆216的位置开设有导向限位槽。

一种悬挂式减摇装置的工作方法，包括以下步骤：

S1、当海上发生风浪时打开减摇机构2：

S11、打开延时继电器，驱动电机开始工作，驱动电机带动调节螺杆218转动，在内部滑动管211上的螺纹的作用下，带动内部滑动管211沿外部导向管217向外伸出，直至延时继电器打开设定时间，延时继电器关闭，驱动电机停止工作；

S12、打开驱动气缸，驱动气缸带动驱动杆214伸出，经中间连接杆215带动第一斜杆216上提，直至第一斜杆216到达导向限位槽的顶端内壁，此时横向连接杆221与内部滑动管211之间垂直布置；

同时，正向打开气泵25，利用气泵25向升降式环形气囊23内部充气，直至充气设定时间关闭气泵25；

当横向连接杆221与内部滑动管211之间达到垂直布置时，升降式环形气囊23的底端外壁接触海面；

S2、当海面平静时，反向操作步骤S1，关闭减摇机构2。

因此，本发明采用上述悬挂式减摇装置及其工作方法，无需动力驱动，即可适应全方位的海洋冲击摇荡，从而提高了减摇效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种悬挂式减摇装置，其特征在于：包括呈矩形阵列均匀布置于船体底端的多个减摇机构，多个减摇机构均包括全方位减摇单元以及与全方位减摇单元连接的升降单元；

船体底端且对应减摇机构的位置开设有容置槽。

2.根据权利要求1所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：全方位减摇单元包括升降式环形气囊、一端设置于升降式环形气囊内侧的一级全方位减摇组件以及与一级全方位减摇组件的另一端连接的折叠升降组件，折叠升降组件设置于容置槽内。

3.根据权利要求2所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：一级全方位减摇组件包括同心设置于升降式环形气囊内部的连接球以及围绕连接球设置的多个减震器，多个减震器的一端均与连接球的外壁垂直转动连接，另一端均与升降式环形气囊的内壁垂直转动连接；

连接球的顶端与竖向连接杆的底端连接，竖向连接杆的顶端穿过开设于升降式环形气囊顶端的滑动口后经横向连接杆与折叠升降组件连接；

竖向连接杆与滑动口之间留有晃动调节间隙。

4.根据权利要求3所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：多个减震器的布置高度均不高于连接球的3/4高度，且不高于升降式环形气囊的3/4高度；

多个减震器两两对称设置于连接球和升降式环形气囊之间。

5.根据权利要求3所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：竖向连接杆包括多节杆体以及设置于相邻两节杆体之间的二级全方位减摇组件，二级全方位减摇组件包括上下两端分别与相邻两节杆体转动连接的转动球以及套接于相邻两节杆体之间的转动球外侧的减摇弹簧。

6.根据权利要求3所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：连接球为镂空结构，连接球内固定有气泵，气泵的充气口和抽气口分别经充气管和抽气管与升降式环形气囊连通，充气管和抽气管上均设置有止逆阀。

7.根据权利要求3所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：折叠升降组件包括升降部件和折叠部件，其中，升降部件包括固定于容置槽内部的外部导向管、垂直滑动设置于外部导向管内侧的内部滑动管、一端螺纹连接于内部滑动管内侧的调节螺杆，调节螺杆的另一端穿过内部滑动管顶端后与固定于外部导向管顶端内壁上的驱动电机连接；

多个减摇机构的驱动电机上均连接有同步阀和延时继电器。

8.根据权利要求7所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：折叠部件包括固定于内部滑动管底端的驱动气缸以及与驱动气缸的输出端连接的连杆组，连杆组设置于横向连接杆和内部滑动管之间；

内部滑动管的底端固定有密封壳，密封壳与横向连接杆远离竖向连接杆的一端垂直转动连接；

密封壳内固定有驱动气缸。

9.根据权利要求8所述的一种悬挂式减摇装置，其特征在于：连杆组包括第一斜杆、第二斜杆、中间连接杆和驱动杆，第一斜杆的底端与横向连接杆垂直转动连接，第一斜杆的顶端与内部滑动管的外壁垂直滑动连接，第一斜杆的中间与中间连接杆的底端垂直转动连接，中间连接杆的顶端与第二斜杆的一端垂直转动连接，第二斜杆的另一端与内部滑动管的外壁垂直转动连接，中间连接杆和第二斜杆的转动连接处还转动连接有驱动杆的一端，驱动杆的另一端与驱动气缸连接，驱动气缸与驱动杆同轴布置；

第二斜杆与内部滑动管的连接处位于第一斜杆与内部滑动管的连接处的上方；

内部滑动管的外壁上且对应第一斜杆的位置开设有导向限位槽。

10.如上述权利要求1-9任一项所述的一种悬挂式减摇装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、当海上发生风浪时打开减摇机构：

S11、打开延时继电器，驱动电机开始工作，驱动电机带动调节螺杆转动，在内部滑动管上的螺纹的作用下，带动内部滑动管沿外部导向管向外伸出，直至延时继电器打开设定时间，延时继电器关闭，驱动电机停止工作；

S12、打开驱动气缸，驱动气缸带动驱动杆伸出，经中间连接杆带动第一斜杆上提，直至第一斜杆到达导向限位槽的顶端内壁，此时横向连接杆与内部滑动管之间垂直布置；

同时，正向打开气泵，利用气泵向升降式环形气囊内部充气，直至充气设定时间关闭气泵；

当横向连接杆与内部滑动管之间达到垂直布置时，升降式环形气囊的底端外壁接触海面；

S2、当海面平静时，反向操作步骤S1，关闭减摇机构。