CN203864917U - 三维稳定先导穿浪艏 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三维稳定先导穿浪艏，属于船舶航行控制装置技术领域。它由穿浪楔、穿浪鳍、起升固定支架、起升油缸、三维稳定油缸等构成，两个穿浪楔的左右端通过导流连接板和先导连接板连接；穿浪楔上装有穿浪鳍，穿浪楔左端装有三维稳定油缸、连杆和三维动作传感控制器，右端装有超声波阵列传感器；穿浪楔上装有起升固定支架和起升油缸；动作水翼装在船舷两侧中部或后部。本实用新型通过穿浪艏减小风浪阻力和兴波阻力，并通过三维稳定油缸控制先导穿浪艏的左右角度和两船舷动作水翼产生辅助力矩，能有效控制船体纵向和横向的摇晃度，安装方便，解决了船舶因船首前倾不能分散垂直打压船首的波动能量，导致船舶剧烈摇晃，影响安全航行的问题。

Description

三维稳定先导穿浪艏

技术领域

本实用新型涉及一种消除船舶纵横摇动的三维稳定先导穿浪艏，属于船舶航行控制装置技术领域。

背景技术

现有船舶的穿浪艏一般都是采用固定的楔形结构，虽然能减小船舶的纵摇，但当水面产生较大波浪时，由于波浪风动力表面波形多变，船艏迎浪航行波动能量不平衡加在船舷上，两侧的浮力不平衡还是使船舶产生横摇。现有的后倾船艏虽然减小了海浪表面波产生的兴波阻力，但不耐侧波横摇且甲板空间小。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种通过穿浪艏减小风浪阻力和兴波阻力，同时能控制流向船舷两侧的水流量以及船艏和船舷两侧的三点平衡力矩，有效控制船体纵向和横向摇晃度，保证船舶遭遇恶劣天气仍能安全快速航行；且结构简单，安装方便，使用效果优于三体船，安装时无需对舰船本身进行改造的三维稳定先导穿浪艏。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

该三维稳定先导穿浪艏由穿浪楔、导流连接板、先导连接板、穿浪鳍、起升固定支架、铰链、起升油缸、三维稳定油缸、连杆、三维动作传感控制器、超声波阵列传感器和船舷动作水翼构成，其特征在于：两个穿浪楔的左端通过导流连接板连接，两个穿浪楔的右端通过先导连接板连接；两个穿浪楔上呈对称结构安装有两片穿浪鳍，穿浪鳍上制作有鱼鳍条纹，穿浪鳍的顶部制作有钢缆张力孔，两个穿浪楔的左端制作有销轴孔，销轴孔上安装有三维稳定油缸，三维稳定油缸之间安装有连杆，连杆上安装有三维动作传感控制器；穿浪楔的右端制作有钢缆反张力孔，先导连接板上安装有超声波阵列传感器；两个穿浪楔上的靠导流连接板处装有人字形结构的起升固定支架，起升固定支架置于穿浪鳍内，起升固定支架的下端通过铰链活动安装在两个穿浪楔的内侧，起升固定支架的上端通过铰链活动铰接，铰接处装有起升油缸；穿浪楔的左端通过销轴孔与船首上的销轴活动装接，穿浪楔左端的三维稳定油缸连接在船艏下部两侧，穿浪鳍通过钢缆张力孔和钢缆与船首活动连接，船舷动作水翼安装在船舷两侧的中部或后部，通过三维动作传感控制器控制。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

该三维稳定先导穿浪艏通过穿浪艏减小风浪阻力和兴波阻力，提前检测波浪参数，能控制流向船舷两侧的水流量，平衡船舷两侧的浮力；同时通过穿浪鳍和导流连接板减小船首正面巨浪波产生的阻力，从而大大减小船首的纵摇，有效控制船体纵向和横向的摇晃度，与此同时，两侧船舷产生的减阻涡流使两侧船舷与水面从滑动摩擦变为滚动摩擦，大大减小了航行阻力，提高了船舶的穿浪能力，同时控制先导穿浪艏和两船舷水翼的力矩平衡，最大限度地减小侧向波造成船舶横向的剧烈摇晃，保证船舶在遭遇大浪、巨浪等恶劣气候环境时能安全、快速航行。且安装时无需对船舶本身进行改装，安装方便，解决了船舶因船首前倾不能在恶劣天气分散垂直打压船首的波动能量，导致船舶纵向剧烈摇晃；而后倾船首不得不压缩甲板空间，且对侧向波导致的船舶横向摇晃无能为力，严重影响大型船舶全天候安全航行的问题。

附图说明

图1为三维稳定先导穿浪艏的主视图；

图2为三维稳定先导穿浪艏的俯视图；

图3为三维稳定先导穿浪艏的侧视图；

图4为三维稳定先导穿浪艏的仰视图；

图5为三维稳定先导穿浪艏装配在船首的结构示意图。

图中：1、穿浪楔，2、导流连接板，3、先导连接板，4、穿浪鳍，5、钢缆张力孔，6、钢缆反张力孔，7、销轴孔，8、鱼鳍条纹，9、船首，10、起升固定支架，11、铰链，12、起升油缸，13、三维稳定油缸，14、连杆，15、三维动作传感控制器，16、超声波阵列传感器，17、船舷动作水翼。

具体实施方式

该三维稳定先导穿浪艏由穿浪楔1、导流连接板2、先导连接板3、穿浪鳍4、钢缆张力孔5、钢缆反张力孔6、销轴孔7、鱼鳍条纹8、起升固定支架10、铰链11、起升油缸12、三维稳定油缸13、连杆14、三维动作传感控制器15、超声波阵列传感器16和船舷动作水翼17构成，两个穿浪楔1的左端通过导流连接板2连接，两个穿浪楔1的右端通过先导连接板3连接。两个穿浪楔1上呈对称结构安装有两片穿浪鳍4，穿浪鳍4上制作有鱼鳍条纹8，穿浪鳍4的顶部制作有钢缆张力孔5，两个穿浪楔1的左端制作有销轴孔7，销轴孔7上安装有三维稳定油缸13，三维稳定油缸13之间安装有连杆14，连杆14上安装有三维动作传感控制器15。穿浪楔1的右端制作有钢缆反张力孔6，先导连接板3上安装有超声波阵列传感器16；两个穿浪楔1上的靠导流连接板2处装有人字形结构的起升固定支架10，起升固定支架10置于穿浪鳍4内，起升固定支架10的下端通过铰链11活动安装在两个穿浪楔1的内侧，起升固定支架10的上端通过铰链11活动铰接，铰接处装有起升油缸12；穿浪楔1的左端通过销轴孔7与船首9上的销轴活动装接，穿浪楔1左端的三维稳定油缸13连在船艏9的下部两侧，穿浪楔1的右端通过钢缆反张力孔6和钢缆与船首9活动连接，穿浪鳍4通过钢缆张力孔5和钢缆与船首9活动连接，船舷动作水翼17安装在船舷两侧的中部或后部，一般安装在船舷两侧的中部，通过三维动作传感控制器（15）控制。（参见附图1～5）。

该三维稳定先导穿浪艏使用时，首先将船首9上的销轴插入穿浪楔1左端的销轴孔7中，将两个三维稳定油缸13固定在船首9的两侧，将起升油缸12固定在船首9的中部，再用船首9上的钢缆穿过穿浪鳍4的钢缆张力孔5和穿浪楔1右端的钢缆反张力孔6，即可将该三维稳定先导穿浪艏装接在船首9的前端，通过钢缆和销轴，使该三维稳定先导穿浪艏可随船首9一起随波浪起伏并有一定的摆动，以减小应力过载。

两个穿浪鳍4通过自身的鱼鳍条纹，可实现巨浪波纵向能量朝横向能量的转换。三角楔形扩散整流空间将流入穿浪鳍4内侧的巨浪减速，穿浪鳍4外侧的巨浪由于压缩则会加速，这样就会在船首形成顺航向的涡流，将巨浪的波动能量转换为减阻涡流并同时实现船首9的穿浪。顺向涡流使两侧船舷与水面从滑动摩擦变为滚动摩擦从而大大减小了航行阻力。

另一方面，该三维稳定先导穿浪艏通过三维稳定油缸13可调整穿浪艏的左右摆动，左右摆动时带动连杆14动作，摆动的幅度通过连杆14传到三维动作传感控制器15上，并与超声波阵列传感器16检测到的波浪流速流向和波形信号一起输入三维动作传感控制器15，通过计算机处理输出控制信号，三维稳定油缸13控制先导穿浪艏的左右角度，从而控制船舷两侧的水流量差实现浮力补偿，同时船舷动作水翼17的力矩与先导穿浪艏的导流力矩一起消除船舶的横摇，实现船舶纵摇和横摇的三维稳定控制。通过起升油缸12和起升固定支架10控制先导穿浪艏俯仰角，便于收起穿浪鳍进行维护。

以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，上述举例说明不对本实用新型的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本实用新型的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本实用新型技术方案的范围内，而不背离本实用新型的实质和范围。

Claims (1)

1.一种三维稳定先导穿浪艏，它由穿浪楔（1）、导流连接板（2）、先导连接板（3）、穿浪鳍（4）、起升固定支架（10）、铰链（11）、起升油缸（12）、三维稳定油缸（13）、连杆（14）、三维动作传感控制器（15）、超声波阵列传感器（16）和两个船舷动作水翼（17）构成，其特征在于：两个穿浪楔（1）的左端通过导流连接板（2）连接，两个穿浪楔（1）的右端通过先导连接板（3）连接；两个穿浪楔（1）上呈对称结构安装有两片穿浪鳍（4），穿浪鳍（4）上制作有鱼鳍条纹（8），穿浪鳍（4）的顶部制作有钢缆张力孔（5），两个穿浪楔（1）的左端制作有销轴孔（7），销轴孔（7）上安装有三维稳定油缸（13），三维稳定油缸（13）之间安装有连杆（14），连杆（14）上安装有三维动作传感控制器（15）；穿浪楔（1）的右端制作有钢缆反张力孔（6），先导连接板（3）上安装有超声波阵列传感器（16）；两个穿浪楔（1）上的靠导流连接板（2）处装有人字形结构的起升固定支架（10），起升固定支架（10）置于穿浪鳍（4）内，起升固定支架（10）的下端通过铰链（11）活动安装在两个穿浪楔（1）的内侧，起升固定支架（10）的上端通过铰链（11）活动铰接，铰接处装有起升油缸（12）；穿浪楔（1）的左端通过销轴孔（7）与船首（9）上的销轴活动装接，穿浪楔（1）左端的三维稳定油缸（13）连在船艏（9）下部两侧，穿浪楔（1）的右端通过钢缆反张力孔（6）和钢缆与船首（9）活动连接，穿浪鳍（4）通过钢缆张力孔（5）和钢缆与船首（9）活动连接，船舷动作水翼（17）安装在船舷两侧的中部或后部，通过三维动作传感控制器（15）控制。