CN202573710U - 船舶旋柱减摇系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶旋柱减摇系统，包括开设在船体两侧的凹槽，在所述凹槽内分别设有转筒以及用于驱动所述转筒转动的第一电机，所述减摇系统还包括与第一电机连接的控制单元。本实用新型的船舶旋柱减摇系统，利用转筒在水中旋转时受到的力进行减摇，操作方便；当船在大风大浪中降低航行速度时，仍能保持较好的减摇效果；结构简单，不会对船体的性能造成影响。

Description

船舶旋柱减摇系统

技术领域

本实用新型涉及一种船舶减摇系统，具体地说，是涉及一种船舶旋柱减摇系统。

背景技术

船舶在海中航行时受到风、浪和流的作用会造成摇摆，剧烈的摇摆对船舶的安全性、设备的正常工作、货物的固定和乘员的舒适性都会产生很大的影响，为了减小船舶的摇摆，目前也出现了很多减摇装置，较常见的有：一、减摇鳍，如图1中所示，通过在船的两舷处设置可以转动的两片水翼A，通过自动控制调节水翼的冲角，使水对水翼产生流体动力，构成与波浪力矩相反的阻尼力矩，达到减摇的目的。减摇鳍的主要缺点有：需要设置专门的传动和控制装置，传动关系复杂；两翼通过船体伸到船外，需要同时保证传动灵活，以及良好的密封，实现难度大；若出现碰撞，会造成船体进水，有沉船危险；水翼的水动力随着船速的下降而急剧下降，在大风浪下一般船速很低，其减摇效能也很低。

二、另外一种用于减摇装置为减摇水柜，通过在船两舷设置两个小水柜，采用排水泵调节水流量而达到减摇目的。该种装置水量调节繁琐，计算复杂，实用价值小。

发明内容

本实用新型为了解决现有的减摇装置，提供了一种减摇系统，利用旋柱舵实现减摇，控制方便。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种船舶旋柱减摇系统，包括开设在船体两侧的凹槽，在所述凹槽内分别设有转筒以及用于驱动所述转筒转动的第一电机，所述减摇系统还包括与第一电机连接的控制单元。

优选的，为了使减摇系统在减摇时对船体的作用力均衡，所述的凹槽对称设置在船体的两侧。

进一步的，所述的控制单元包括摆锤、用于固定所述摆锤的回转轴、编码器、以及PLC控制器，所述编码器安装在回转轴上，检测摆锤绕回转轴摇摆情况，并生成电信号发送至PLC控制器，所述PLC控制器生成控制信号发送至第一电机。

又进一步的，在所述第一电机外侧设有箱体，所述转筒的一端通过传动轴与第一电机连接，另外一端设有转轴，且所述转轴通过轴承与支撑板连接，所述支撑板与所述箱体的前壁固定连接。

为了使转筒可以在有风浪需要减摇的时候伸出来，不需要减摇的时候缩回去，在所述凹槽内分别设置有用于驱动转筒伸缩的驱动单元。

进一步的，所述的驱动单元可以为传动电机，传动电机通过拉杆与箱体的后壁固定连接。传动电机通过带动拉杆的伸缩，进而带动转筒从凹槽内伸出，或者缩回至凹槽内。

进一步的，所述的驱动单元还可以为液压马达，其可以驱动所述箱体旋转，进而带动转筒从凹槽内旋出，或者旋回至凹槽内。

又进一步的，当转筒在传动电机的带动下可以自由伸缩式的转筒时，所述的支撑板与凹槽的槽口相吻合，便于当转筒刚好缩回至凹槽时，支撑板将凹槽的槽口封住，以免影响船在前进时受到的流体阻力。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的船舶旋柱减摇系统，利用转筒在水中旋转时受到的力进行减摇，操作方便；当船在大风大浪中降低航行速度时，仍能保持较好的减摇效果；结构简单，不会对船体的性能造成影响。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有的一种减摇装置； 

图2是本实用新型所提出的船舶旋柱减摇系统的一种实施例结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中局部结构示意图；

图5是图2中另外一种局部结构示意图；

图6是图2中控制单元原理图；

图7是图2中结构减摇原理图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

实施例一，参见图2、图3、图4所示，本实施例中的船舶旋柱减摇系统，包括开设在船体两侧的凹槽1，在所述凹槽1内分别设有转筒2以及用于驱动所述转筒转动的第一电机3，所述减摇系统还包括与第一电机3连接的控制单元（图中未显示）。也即，转筒2及驱动其转动的第一电机3均为两个，分别设置所述的两个凹槽1内。且凹槽1需要开设在船体的吃水线以下，控制单元通过检测船舶的摇摆信号，根据流体力学原理，计算若需要维持船舶平稳所需要的升力大小及方向，生成用于控制第一电机3转动的控制信号发送至第一电机3，通过控制第一电机3的转速以及旋转方向，使第一电机3带动转筒2转动，进而产生力以抵消浪的作用力，达到减摇目的。

为了使减摇系统在减摇时对船体的作用力均衡，所述的凹槽1优选对称设置在船体的两侧。其中，凹槽1具有两种设计方式，如图3中左侧和右侧分别所示，其中左侧的可以将转筒2垂直于船身进行伸缩，右侧的结构可以将转筒2旋入，使其平行于船身放置。

参见图6所示，在本实施例中的控制单元包括摆锤4-1、用于固定所述摆锤的回转轴4-2、编码器、以及PLC控制器，其中编码器与PLC控制器未在图6中显示，摆锤4-1可以绕回转轴4-2自由摆动，回转轴4-2的轴向应该与船舶的纵向平行，因此，摆锤4-1的摆动方向即为船舶倾斜的方向，通过将编码器安装在回转轴4-2上，可以检测摆锤4-1绕回转轴摇摆情况（比如，获取摆动速度、摆动方向等参数），并生成电信号的形式发送至PLC控制器，所述PLC控制器根据摆锤4-1的摆动信号生成控制信号发送至第一电机3，进而控制第一电机3的转速与转向。

作为一个具体的实施例，参见图4所示，在所述第一电机3外侧设有箱体5，所述转筒2的一端通过传动轴6与第一电机3连接，另外一端设有转轴7，且所述转轴7通过轴承与支撑板8连接，所述支撑板8与所述箱体5的前壁固定连接，其连接可以通过连接螺栓9实现。

为了使转筒2可以在有风浪需要减摇的时候伸出来，不需要减摇的时候缩回去，在所述凹槽1内分别设置有用于驱动转筒2伸缩的驱动单元。

所示的驱动单元可以有两种具体实施方式，其中一种可以采用传动电机（图中未显示）实现，参见图5所示，传动电机通过拉杆10与箱体5的后壁固定连接。传动电机通过带动拉杆10的伸缩，进而带动转筒2从凹槽1内伸出，或者缩回至凹槽1内,相应的，凹槽1应该为图3中左侧所示的长宽比例。传动电机与控制单元连接，接受控制单元的控制。当转筒2为在传动电机的带动下可以自由伸缩式的转筒时，所述的支撑板8与凹槽的槽口相吻合，便于当转筒2缩回至凹槽1时，支撑板8将凹槽1的槽口封住，以免影响船在前进时受到的流体阻力。

所述的驱动单元还可以为液压马达，其可以驱动所述箱体5旋转，参见图4所示，通过驱动箱体5旋转，进而带动转筒2从凹槽1内旋出，或者旋回至凹槽1内，相应的，凹槽1应该为图3中右侧所示的长宽比例。液压马达与控制单元连接，接受控制单元的控制。若使用该种结构方式，优选在凹槽1的槽口处设置舱门，由控制单元控制其打开或者关闭，当转筒2旋入凹槽1中时，应该将舱门关闭，以免影响船在前进时受到的流体阻力。

为了更进一步说明本实施例的减摇系统的减摇原理，参见图7所示，为转筒2的横剖面图，水的流速为V_s（与船舶前进方向相反），当船体向右倾斜时，控制右侧的转筒2逆时针旋转，角速度为ω，转筒2上方的水流方向与其旋转方向一致，下方的水流方向与其旋转方向相反，根据茹可夫斯基的举力公式：Py=ρV_sΓ，其中，ρ为水的密度，Γ是环流强度，且Γ=2πr²ω, r为转筒2的半径，作用于船舶右侧会产生向上的升力，与船体倾斜方向相反，同样的，控制左侧的转筒2顺时针旋转，角速度为ω，根据上述原理，可以产生作用于船舶左侧向下的力，进而实现了减摇。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种船舶旋柱减摇系统，其特征在于：包括开设在船体两侧的凹槽，在所述凹槽内分别设有转筒以及用于驱动所述转筒转动的第一电机，所述减摇系统还包括与第一电机连接的控制单元。

2.根据权利要求1所述的船舶旋柱减摇系统，其特征在于：所述的凹槽对称设置在船体的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的船舶旋柱减摇系统，其特征在于：所述的控制单元包括摆锤、用于固定所述摆锤的回转轴、编码器、以及PLC控制器，所述编码器安装在回转轴上，检测摆锤绕回转轴摇摆情况，并生成电信号发送至PLC控制器，所述PLC控制器生成控制信号发送至第一电机。

4.根据权利要求3所述的船舶旋柱减摇系统，其特征在于：在所述第一电机外侧设有箱体，所述转筒的一端通过传动轴与第一电机连接，另外一端设有转轴，且所述转轴通过轴承与支撑板连接，所述支撑板与所述箱体的前壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的船舶旋柱减摇系统，其特征在于：在所述凹槽内分别设置有用于驱动转筒伸缩的驱动单元。

6.根据权利要求5所述的船舶旋柱减摇系统，其特征在于：所述的驱动单元为传动电机，传动电机通过拉杆与箱体的后壁固定连接。

7.根据权利要求5所述的船舶旋柱减摇系统，其特征在于：所述的驱动单元为用于驱动所述箱体旋转的液压马达。

8.根据权利要求6所述的船舶旋柱减摇系统，其特征在于：所述的支撑板与凹槽的槽口相吻合。

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