CN207565804U - 一种转叶舵式主动补偿减摇控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转叶舵式主动补偿减摇控制系统，其包括：一航速传感器；一横摇角速度传感器；一角度传感器；一自适应智能舵系统，与航速传感器、横摇角速度传感器以及角度传感器连接；以及一液压伺服控制系统，与自适应智能舵系统连接，其包括：一恒压泵；一蓄能器；一船舵马达，与恒压泵、蓄能器以及一船舵连接；一电机，与自适应智能舵系统、恒压泵和蓄能器连接；一马达排量调节器，与船舵马达连接；一伺服换向阀，与恒压泵、蓄能器以及马达排量调节器连接；以及一减摇鳍，与船舵马达连接。本实用新型占用空间小、整体重量轻，能够根据船舶的状态快速调整减摇鳍的工作状态，以确保船舶在各种海上恶劣环境下的横摇下降率降低70％以上。

Description

一种转叶舵式主动补偿减摇控制系统

技术领域

本实用新型涉及船舶减摇鳍技术领域，具体而言，涉及一种转叶舵式主动补偿减摇控制系统。

背景技术

减摇鳍作为船舶的主要减摇装置，其优良的减摇效果已经得到公认。但它并非十全十美，仍然存在着许多需要改进的地方。由于国内在减摇鳍控制研究方面投入不够，产品相对落后；目前国内传统的减摇鳍系统是通过传感器测得船的横摇信息，经电液驱动系统使其鳍转动，在控制系统的作用下，随着变化的横摇运动而不断地改变鳍角，产生抵抗海浪干扰的扶正力矩，从而达到减小船舶横摇的目的。但由于外界和船舶本身的不确定性和多种复杂的扰动信号使得船舶实际的减摇效果并不能达到设计的要求，与期望的设计指标有一定的差距。随着人们对船舶安全性、舒适性及节能的高要求，减摇鳍必须向集成化、数字化、智能化发展。

实用新型内容

本实用新型提供一种转叶舵式主动补偿减摇控制系统，用以降低船舶在海上恶劣环境下的横摇幅度。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种转叶舵式主动补偿减摇控制系统，其包括：

一航速传感器；

一横摇角速度传感器；

一角度传感器；

一自适应智能舵系统，与所述航速传感器、所述横摇角速度传感器以及所述角度传感器连接；以及

一液压伺服控制系统，与所述自适应智能舵系统连接，其包括：

一恒压泵；

一蓄能器；

一船舵马达，与所述恒压泵、所述蓄能器以及一船舵连接；

一电机，与所述自适应智能舵系统、所述恒压泵和所述蓄能器连接；

一马达排量调节器，与所述船舵马达连接；

一伺服换向阀，与所述恒压泵、所述蓄能器以及所述马达排量调节器连接；以及

一减摇鳍，与所述船舵马达连接。

在本实用新型的一实施例中，自适应智能舵系统包括一PID控制装置。

在本实用新型的一实施例中，所述减摇鳍包括一左侧减摇鳍和一右侧减摇鳍。

在本实用新型的一实施例中，所述液压伺服控制系统中控制所述左侧减摇鳍和所述右侧减摇鳍的部分为各自独立。

在本实用新型的一实施例中，所述航速传感器为计程仪。

本实用新型提供的转叶舵式主动补偿减摇控制系统占用空间小、整体重量轻，不影响船舶的航向和航速，能够根据船舶的状态快速调整减摇鳍的工作状态，以确保船舶在各种海上恶劣环境下的横摇下降率降低70％以上，使得船舶在航行时更安全、更舒适、更节能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为液压伺服控制系统与甲板的相对位置示意图；

图2为自适应智能舵系统与甲板、减摇鳍以及船舵的相对位置示意图；

图3为减摇鳍、船舵另一视角的示意图；

图4为本实用新型提供的转叶舵式主动补偿减摇控制系统的整体架构示意图；

图5为液压伺服控制系统的结构示意图。

附图标记说明：1-航速传感器；2-横摇角速度传感器；3-角度传感器；4- 自适应智能舵系统；5-液压伺服控制系统；51-恒压泵；52-蓄能器；53-船舵马达；54-电机；55-马达排量调节器；56-伺服换向阀；57-减摇鳍；58-船舵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为液压伺服控制系统与甲板的相对位置示意图，图2为自适应智能舵系统与甲板、减摇鳍以及船舵的相对位置示意图，图3为减摇鳍、船舵另一视角的示意图，图1～图3供了解本实用新型的设置位置以及与其他主要部分之间的位置关系。

如图4所示为本实用新型提供的转叶舵式主动补偿减摇控制系统的整体架构示意图，本实用新型提供的转叶舵式主动补偿减摇控制系统包括：

一航速传感器1，航速传感器1例如可以为计程仪，用于获取船舶的航速；

一横摇角速度传感器2，用于获取船舶的横摇角速度；

一角度传感器3，用于获取减摇鳍的鳍角；

一自适应智能舵系统4，与航速传感器1、横摇角速度传感器2以及角度传感器3连接，自适应智能舵系统4根据上述各传感器获取到的船舶的航速、船舶的横摇角速度以及减摇鳍的鳍角进行计算，以发出控制信号至液压伺服控制系统5，其中，自适应智能舵系统4还可以包括一PID控制装置，以进行PID控制，有关PID控制的原理及方法为现有技术，于此不再赘述；以及

一液压伺服控制系统5，与自适应智能舵系统4连接，本实用新型中，自适应智能舵系统4向液压伺服控制系统5发送驱动脉冲，液压伺服控制系统5向自适应智能舵系统4发送反馈脉冲，如图5所示为液压伺服控制系统的结构示意图，其包括：

一恒压泵51；

一蓄能器52；

一船舵马达53，与恒压泵51、蓄能器52以及一船舵58连接；

一电机54，与自适应智能舵系统4、恒压泵51和蓄能器52连接；

电机54接收自适应智能舵系统4发出的控制信号，以驱动恒压泵51提供恒压源以及驱动蓄能器52提供主动力源，进而驱动船舵马达53运转，船舵马达53带动船舵58工作。

一马达排量调节器55，与船舵马达53连接，马达排量调节器55用于通过调节船舵马达53的排量来确保船舵马达53的转速维持稳定；

一伺服换向阀56，与恒压泵51、蓄能器52以及马达排量调节器55连接，伺服换向阀56实时调节马达排量调节器55，继而通过马达排量调节器控制船舵58施加最精准的力矩至减摇鳍57；以及

一减摇鳍57，与船舵马达53连接，另外，由于船舶摇晃不具有方向性，可能向左摇也可能向右摇，因此，减摇鳍57一般应包括一左侧减摇鳍和一右侧减摇鳍，二者于船舶中对称设置，液压伺服控制系统5中控制左侧减摇鳍和右侧减摇鳍的部分为各自独立，如图5所示，图5中仅绘示出了分别对应左侧减摇鳍和右侧减摇鳍的电机54、恒压泵51以及蓄能器52，其余未绘示，但是，本领域技术人员可以理解，左侧减摇鳍和右侧减摇鳍分别各自独立对应一套液压伺服控制系统5。

于本实用新型中，当船舶在外力作用下向左侧倾斜时，力矩施加至左侧减摇鳍以抵消船舶摇晃，同时控制右侧减摇鳍对应的蓄能器吸收能量。当船舶在外力作用下向右侧倾斜时，力矩施加至右侧减摇鳍以抵消船舶摇晃，同时控制左侧减摇鳍对应的蓄能器吸收能量。通过左、右减摇鳍共同工作，实现了船舶转向和稳定。当船舵58施加力矩至减摇鳍57以抵消摇晃运动后，船舶就趋于稳定，但是不影响船舵58的旋转力，即转向。本实用新型集成在一层甲板上，水动阻力小，没有水下声信号，不损耗船舶推进动力。

本实用新型提供的转叶舵式主动补偿减摇控制系统占用空间小、整体重量轻，不影响船舶的航向和航速，能够根据船舶的状态快速调整减摇鳍的工作状态，以确保船舶在各种海上恶劣环境下的横摇下降率降低70％以上，使得船舶在航行时更安全、更舒适、更节能。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种转叶舵式主动补偿减摇控制系统，其特征在于，包括：

一航速传感器；

一横摇角速度传感器；

一角度传感器；

一自适应智能舵系统，与所述航速传感器、所述横摇角速度传感器以及所述角度传感器连接；以及

一液压伺服控制系统，与所述自适应智能舵系统连接，其包括：

一恒压泵；

一蓄能器；

一船舵马达，与所述恒压泵、所述蓄能器以及一船舵连接；

一电机，与所述自适应智能舵系统、所述恒压泵和所述蓄能器连接；

一马达排量调节器，与所述船舵马达连接；

一伺服换向阀，与所述恒压泵、所述蓄能器以及所述马达排量调节器连接；以及

一减摇鳍，与所述船舵马达连接。

2.根据权利要求1所述的转叶舵式主动补偿减摇控制系统，其特征在于，自适应智能舵系统包括一PID控制装置。

3.根据权利要求1所述的转叶舵式主动补偿减摇控制系统，其特征在于，所述减摇鳍包括一左侧减摇鳍和一右侧减摇鳍。

4.根据权利要求3所述的转叶舵式主动补偿减摇控制系统，其特征在于，所述液压伺服控制系统中控制所述左侧减摇鳍和所述右侧减摇鳍的部分为各自独立。

5.根据权利要求1所述的转叶舵式主动补偿减摇控制系统，其特征在于，所述航速传感器为计程仪。