CN204150219U - 主动式船舶减摇装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种减摇装置，具体地说是一种基于内部结构或装置构造的主动式船舶减摇装置，包括收放平台，所述收放平台顶部固定设置有电动绞车、伸缩油缸，所述伸缩油缸活塞杆端部连接有定滑轮，电动绞车的线轴上绕设有钢丝绳，钢丝绳从滑轮槽的滑轮槽中穿过，并在钢丝绳末端连接减摆器；所述减摆器包括减摆框，在所述减摆框沿长度方向两端分别转动连接一块阻尼板，每块所述阻尼板板面中央位置均设置一个导流式螺旋桨，且每块阻尼板均通过安装于减摆框上的液压缸来控制开闭，两块阻尼板收拢后、贴合于减摆框上，所述减摆框底部设置有用于给液压缸供油的直驱式油源。该减摇装置能提高船舶风浪条件下的安全性、舒适性和作业能力。

Description

主动式船舶减摇装置

技术领域

本实用新型涉及一种减摇装置，具体地说是一种基于内部结构或装置构造的主动式船舶减摇装置。

背景技术

1971年，美国人Schuyler V.V.Hoffman针对小船提出了一种结构简单的横摇减摇装置(专利号：US3,589,324)，其在小船侧面伸出一个四边形框，然后在框内部布置多个阻尼板，每个阻尼板均能围绕边框转动，当所有阻尼板静止时，填满四边形框。利用该装置放在水中，当小船摇摆时，通过流体的作用带动框内块的动作，提供减摇控制力。不过该结构框内的阻尼板为软材料，因此，受到水流作用，会发生变形，会影响到装置的减摇效果；另外该一种被动式减摆装置，也会影响到装置的减摇效果。但是该减摇装置是一种被动式装置，阻尼板提供的控制力有限，因此减摇效果有限，且只能适用于小船。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、巧妙、合理的主动式船舶减摇装置，该减摇装置能提高船舶风浪条件下的安全性、舒适性和作业能力。

按照本实用新型提供的技术方案：一种主动式船舶减摇装置，特征在于：包括收放平台，所述收放平台顶部固定设置有电动绞车、伸缩油缸，所述伸缩油缸活塞杆端部连接有定滑轮，电动绞车的线轴上绕设有钢丝绳，钢丝绳从滑轮槽的滑轮槽中穿过，并在钢丝绳末端连接减摆器；所述减摆器包括减摆框，在所述减摆框沿长度方向两端分别转动连接一块阻尼板，每块所述阻尼板板面中央位置均设置一个导流式螺旋桨，且每块阻尼板均通过安装于减摆框上的液压缸来控制开闭，两块阻尼板收拢后、贴合于减摆框上，所述减摆框底部设置有用于给液压缸供油的直驱式油源。

作为本实用新型的进一步改进，所述阻尼板通过铰链连接于减摆框上。

作为本实用新型的进一步改进，每块阻尼板底部均连接有两个液压缸，两个液压缸分别固定于减摆框沿宽度方向两侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述定滑轮通过连接板与伸缩油缸活塞杆之间实现固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述液压缸通过角轴连接于减摆框上。

本实用新型与现有技术相比，优点在于：本实用新型在现有产品的结构基础上，进行改进设计，增加了驱动机构、收放机构，使其能够根据船舶的摇摆情况，主动驱动阻尼板动作，产生足够的减摆控制力矩。本实用新型产品不仅适用于小船，同时也可用于大型船舶系泊状态下的减摇控制。

本实用新型产品可以在不增加阻尼板面积的情况下，通过调节伸缩油缸的快速性和导流式螺旋桨的旋转速度及方向，增加阻尼板提供的减摇控制力，进而提高该装置的减摇控制效果，同时也有助于缩小原被动式减摆器的面积；同时拓展该装置的使用船舶范围。在船舶空间许可条件下，该装置也可以沿船舶首尾方向放置，用于船舶的纵向运动控制。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中减摆器的结构视图。

图3为图2的俯视图。

图4为本实用新型使用状态示意图。

图5为船舶右舷倾斜状态下的减摆器受力示意图。

图6为船舶左舷倾斜状态下的减摆器受力示意图

图7为本实用新型中减摆器下落时受力示意图。

图8为本实用新型中减摆器上升时受力示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1～8所示，包括电动绞车1、收放平台2、伸缩油缸3、定滑轮4、减摆器5、减摆框6、阻尼板7、铰链8、角轴9、直驱式油源10、导流式螺旋桨11、钢丝绳12、连接板13、液压缸14、波浪15、船舶16等。

如图1～8所示，本实用新型一种主动式船舶减摇装置，包括收放平台2，所述收放平台2顶部固定设置有电动绞车1、伸缩油缸3，所述伸缩油缸3活塞杆端部连接有定滑轮4，电动绞车1的线轴上绕设有钢丝绳12，钢丝绳12从滑轮槽4的滑轮槽中穿过，并在钢丝绳12末端连接减摆器5；所述减摆器5包括减摆框6，在所述减摆框6沿长度方向两端分别转动连接一块阻尼板7，阻尼板7可以由玻璃钢或钢结构材料制成，避免阻尼板7受力变形，每块所述阻尼板7板面中央位置均设置一个导流式螺旋桨11，且每块阻尼板7均通过安装于减摆框11上的液压缸14来控制开闭，两块阻尼板7收拢后、贴合于减摆框6上，所述减摆框6底部设置有用于给液压缸14供油的直驱式油源10。

所述阻尼板7通过铰链8连接于减摆框6上。

每块阻尼板7底部均连接有两个液压缸14，两个液压缸14分别固定于减摆框11沿宽度方向两侧。

所述定滑轮4通过连接板13与伸缩油缸3活塞杆之间实现固定连接。

所述伸缩油缸3通过角轴9连接于减摆框6上，伸缩油缸3能围绕角轴9自由转动，由于伸缩油缸9的活塞杆端部固定于阻尼板7上，伸缩油缸9动作时带动阻尼板7进行转动，实现船舶减震的目的。

如图5所示，在使用时，将减摆器5分别固定在钢丝绳12上，钢丝绳12的一端分别固定在各自的电动绞车1上，然后控制可旋转收放平台2旋转(收放平台底部可以连接转轴，通过外部驱动装置实现收放平台的转动)，使伸缩油缸3(通常为多级伸缩油缸)垂直于船首，当可旋转收放平台2旋转到位后，控制多级伸缩式油缸3进行伸展，在伸展的同时，电动绞车1通过恒张力控制系统进行钢丝绳12的释放。在钢丝绳12释放过程中，必须始终保持钢丝绳12处于张紧状态。当多级伸缩油缸3伸展到位后，由电动绞车1继续释放钢丝绳12，直至减摆器5到位。为了进一步提高减摆器5的减摇能力，在允许条件下，尽量增加多级伸缩油缸3的伸展长度，进而增加减摇鳍的减摇力臂长度；在船舶所处水深允许的条件下，使减摆器5尽可能放到较深的水下，增加减摆器5的流体特性。另外液压缸14及其导流式螺旋桨11的控制电缆可以随钢丝绳12布置。

当不需要减摇时，按照上述释放的反流程进行减摆器的回收，这样可以保证在不需要减摇时，减摆器不会影响到船舶的航行，也不会损坏减摇器。具体操作过程是：当船舶处于系泊状态不需要减摆控制或航行时，需要将减摆机构回收，避免减摆机构增加船舶航行阻力和航行在减摆机构上引起的阻力导致装置的破坏。减摆机构收回的作业流程是：电动绞车1动作进行钢丝绳12的绕设作业，在减摆器5在竖直方向被提升到合适高度后，伸缩油缸3进行回收动作，待伸缩油缸3缩回至合适位置，即完成作业。

如图5所示，本实用新型减摆控制原理：当船舶由于受到海浪扰动力矩的作用，向右舷倾斜时，左舷减摆器上升，该减摆器中的挡板受到水流作用，阻尼板1绕转动轴逆时针转动，阻尼2绕转动轴顺时针转动，产生的升力，为提高阻尼板7提供的升力，可选择驱动减摆器5上的液压缸14或导流式螺旋桨11。对液压缸14则使左舷减摆器伸缩缸快速伸展，同时右舷减摆器伸缩缸快速回收；对于导流式螺旋桨，则控制器旋转方向，使左舷导流式螺旋桨旋转时水流往下流动，右旋则使水流快速往上运动，这样有助于增加阻尼板提供的控制力。在两种主动式控制机构动作方式时，可根据海况大小和需要的控制力的大小，选择两者同时动作，或者二选一动作。如图6所示，反之，当船舶受到海浪扰动力矩作用，船舶向左倾斜时，减摆器1、减摆器2上的受力情况如图5所示，则控制伸缩缸或螺旋桨，使左舷减摆器1上的合力垂直向上，右舷减摆器1上的合力垂直向下，构成的控制力矩呈顺时针方向，与海浪扰动力矩方向相反，从而达到减少船舶摇摆的目的。

如图5所示，当船舶由于受到海浪扰动力矩的作用，向右舷倾斜时，左舷减摆器上升，该减摆器中的阻尼板7受到水流作用，阻尼板7绕转动轴逆时针转动，阻尼板7绕转动轴顺时针转动，为增加阻尼板提供的控制力，控制阻尼板7，阻尼板7的伸缩油缸动作，增加阻尼板旋转的速度，同时根据需要，控制阻尼板7上的导流式螺旋桨的旋转速度和方向，促进阻尼板的旋转，同时通过螺旋桨增加阻尼板控制力，通过上述方法，可以在阻尼板7上分别产生如图7所示的水动力P₁，P₂。由于减摆器阻尼板1，2的对称性，且伸缩油缸和螺旋将转动的方式相同，产生的水动力P₁，P₂大小也基本相同，方向与垂直方向对称。这两水动力分别沿垂直方向、水平方向分解为L₁,D₁,L₂,D₂，其中D₁,D₂大小相等，方向相反，相互抵消；L₁,L₂大小相等，方向相同，垂直向下，分别如图5中所示F_S1，F_S2，对应的合力如图5中所示的F_S；同理右舷减摆器下落，产生如图6所示的水动力，其左右水平分量相互抵消，垂直分量大小相等，方向相同，对应的合力如图5所示F_P。对比减摆器1和减摆器2上产生的垂直力F_P，F_S，其大小相等，方向相反，且围绕船舶重心构成一对力偶关系，形成逆时针的控制力矩M_C，控制力矩的大小为：

M_c＝(F_P+F_S)Lcosφ

其中φ为船舶的横摇角，即，船舶15倾斜方向与水平面的夹角。

该力矩正好与海浪扰动力矩M_w方向相反，进而达到减少船舶摇摆的目的。

Claims (5)

1.一种主动式船舶减摇装置，其特征在于：包括收放平台（2），所述收放平台（2）顶部固定设置有电动绞车（1）、伸缩油缸（3），所述伸缩油缸（3）活塞杆端部连接有定滑轮（4），电动绞车（1）的线轴上绕设有钢丝绳（12），钢丝绳（12）从滑轮槽（4）的滑轮槽中穿过，并在钢丝绳（12）末端连接减摆器（5）；所述减摆器（5）包括减摆框（6），在所述减摆框（6）沿长度方向两端分别转动连接一块阻尼板（7），每块所述阻尼板（7）板面中央位置均设置一个导流式螺旋桨（11），且每块阻尼板（7）均通过安装于减摆框（11）上的液压缸（14）来控制开闭，两块阻尼板（7）收拢后、贴合于减摆框（6）上，所述减摆框（6）底部设置有用于给液压缸（14）供油的直驱式油源（10）。

2.如权利要求1所述的主动式船舶减摇装置，其特征在于：所述阻尼板（7）通过铰链（8）连接于减摆框（6）上。

3.如权利要求1所述的主动式船舶减摇装置，其特征在于：每块阻尼板（7）底部均连接有两个液压缸（14），两个液压缸（14）分别固定于减摆框（11）沿宽度方向两侧。

4.如权利要求1所述的主动式船舶减摇装置，其特征在于：所述定滑轮（4）通过连接板（13）与伸缩油缸（3）活塞杆之间实现固定连接。

5.如权利要求1所述的主动式船舶减摇装置，其特征在于：所述液压缸（14）通过角轴（9）连接于减摆框（6）上。