CN220315232U - 一种水翼纵摇角调节装置及船舶 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水翼纵摇角调节装置及船舶，属于海洋船舶技术领域，其中水翼纵摇角调节装置包括水翼、驱动件、检测件和控制单元，水翼转动连接在船体下方；驱动件与所述水翼连接，所述驱动件驱动所述水翼转动以调节所述水翼的纵摇角；检测件漂浮于海面上，用于检测波浪参数；控制单元设置在所述船体内，所述控制单元与所述驱动件和所述检测件电连接。本实用新型提供的水翼纵摇角调节装置，漂浮在海面上的检测件检测实时波浪参数，控制单元根据检测到的波浪参数计算出最佳纵摇角，控制单元控制驱动件启动，驱动水翼转动至要求角度，可以根据波浪信息实时改变水翼的纵摇角，使得船体能够持续获得较大推力，提升推进效率，节约能耗。

Description

一种水翼纵摇角调节装置及船舶

技术领域

本实用新型涉及海洋船舶技术领域，具体涉及一种水翼纵摇角调节装置及船舶。

背景技术

水翼船作为现代水上交通工具，通过水翼与水面产生的升力，使船体离开水面，减少水与船体的接触，从而减小水阻力。目前已广泛应用于近海领域载人、货运救援等民用及部分军事领域。

水翼是现代水翼船设计中至关重要的一个组成构件，如同机翼一样，通过上下表面的压力差产生升力，使阻力减小，帮助船舶航行。水翼的纵摇角为水翼弦长与水平方向之间的夹角，通过调节水翼的纵摇角，可以改变水翼船获得的推力大小，现阶段会根据准备航行的海面波浪情况，提前调整好水翼的纵摇角，但是由于海面波浪情况是随时在变化的，提前定好的水翼的纵摇角不满足于水翼船可以获得的最大推力。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中由于海面波浪情况是随时在变化的，提前设定好的水翼的纵摇角无法使得水翼船在航行过程中受到最大推力的缺陷，从而提供一种水翼纵摇角调节装置及船舶。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种水翼纵摇角调节装置，包括：

水翼，转动连接在船体下方；

驱动件，与所述水翼连接，所述驱动件驱动所述水翼转动以调节所述水翼的纵摇角；

检测件，漂浮于海面上，用于检测波浪参数；

控制单元，设置在所述船体内，所述控制单元与所述驱动件和所述检测件电连接。

可选地，所述检测件设置于浮子中，所述浮子漂浮于海面上，所述浮子通过连接件与所述水翼连接。

可选地，所述连接件包括：

竖直杆，设置于所述浮子下方，所述竖直杆的上端与所述浮子连接；

水平杆，其一端与所述竖直杆的下端铰接，另一端与所述水翼的前端铰接。

可选地，所述竖直杆和所述水平杆为空心结构，用于穿设线缆。

可选地，所述竖直杆的下端设置有第一线缆过孔，所述水平杆靠近所述竖直杆的一端设置有第二线缆过孔，所述第一线缆过孔和所述第二线缆过孔之间连接有伸缩线缆套管。

可选地，所述船体上设置有连接杆，所述水翼上固定设置有转轴，所述转轴与所述连接杆一端转动连接，所述水翼绕所述转轴转动以改变所述水翼的纵摇角。

可选地，所述转轴上设置有角度传感器。

可选地，所述驱动件为电机、气缸或油缸。

可选地，所述检测件为重力式波浪观测仪。

本实用新型提供一种船舶，包括上述任一项所述的水翼纵摇角调节装置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的水翼纵摇角调节装置，包括水翼、驱动件、检测件和控制单元，水翼转动连接在船体下方，驱动件与水翼连接，用于驱动水翼转动，漂浮在海面上的检测件检测实时波浪参数，控制单元根据检测到的波浪参数计算出最佳纵摇角，根据最佳纵摇角的大小，控制单元控制驱动件启动，驱动水翼转动至要求角度，可以根据波浪信息实时改变水翼的纵摇角，使得船体能够持续获得较大推力，提升推进效率，节约能耗。

2.本实用新型提供的水翼纵摇角调节装置，检测件设置于浮子中，浮子通过连接件与水翼连接，浮子可以始终漂浮在海面上，保证了检测件可以准确的检测出海面波浪的情况，有利于最佳纵摇角的获得，将检测件设置在浮子中，也无需对检测件进行防水等措施，只需保证好浮子的密封即可，浮子通过连接件与水翼连接，跟随船体的移动一起移动，可以实时检测船体所在位置处的海面情况，便于及时调整水翼的纵摇角。

3.本实用新型提供的水翼纵摇角调节装置，连接件包括竖直杆和水平杆，水平杆两端分别与竖直杆和水翼铰接，在竖直杆跟随浮子上下移动时，铰接的设置避免水平杆对水翼产生较大的阻力，影响水翼受力。

4.本实用新型提供的水翼纵摇角调节装置，竖直杆和水平杆为空心结构，竖直杆的下端设置有第一线缆过孔，水平杆靠近竖直杆的一端设置有第二线缆过孔，第一线缆过孔和第二线缆过孔之间连接有伸缩线缆套管，线缆从竖直杆穿过经过伸缩线缆套管后进入水平杆中，然后经过水翼与船体上的控制单元连接，避免线缆裸露在海水中时间过长后磨损较大，影响信号传输，在竖直杆上下移动时，伸缩线缆套管的设置不会对其移动造成干扰。

5.本实用新型提供的水翼纵摇角调节装置，水翼上固定设置有转轴，转轴与船体上的连接杆的一端连接，驱动件驱动水翼绕转轴转动至合适角度，进而改变水翼的纵摇角，转轴上设置有角度传感器，可以对转动后的水翼的角度进行检测，若检测到水翼的纵摇角与最佳水翼角有差别，可以及时进行微调，保证了水翼的纵摇角时刻处在最佳位置。

6.本实用新型提供的水翼纵摇角调节装置，检测件为重力式波浪观测仪，它感应波浪垂直加速度,而将其转换成相应的频率信号,该信号传送到控制单元,经鉴频、二次积分变成与海浪相对应的电压信号,由电子电位差计记录显示，生成波浪波高、周期等相关参数，进而获得最佳在此波浪情况下的最佳纵摇角。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的实施例中提供的水翼纵摇角调节装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中的竖直杆和水平杆的连接处的结构示意图；

图3为图1中的浮子跟随波浪浮动的结构示意图。

附图标记说明：

1、水翼；2、船体；3、驱动件；4、检测件；5、浮子；6、连接件；7、竖直杆；8、水平杆；9、第一线缆过孔；10、第二线缆过孔；11、伸缩线缆套管；12、连接杆；13、转轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供的水翼纵摇角调节装置，用于安装于船舶上，帮助船舶航行。

如图1和图3所示，为本实施例提供的水翼纵摇角调节装置的一种具体实施方式，包括水翼1、驱动件3、检测件4和控制单元，水翼1转动连接在船体2下方；驱动件3与所述水翼1连接，所述驱动件3驱动所述水翼1转动以调节所述水翼1的纵摇角；检测件4漂浮于海面上，用于检测波浪参数；控制单元设置在所述船体2内，所述控制单元与所述驱动件3和所述检测件4电连接。控制单元根据检测到的波浪参数计算出水翼1的最佳纵摇角，根据最佳纵摇角的大小，控制单元控制驱动件3启动，驱动水翼1转动至要求角度，可以根据波浪信息实时改变水翼1的纵摇角，使得船体能够持续获得较大推力，提升推进效率，节约能耗。

水翼1在波浪中的运动总体为纵摇和垂荡运动的耦合，水翼纵摇和垂荡运动间的相位差变化对水翼推力性能产生显著影响，且具有一定规律性，通过主动控制水翼1的纵摇运动纵摇角，可以得到较大的推力。因此，若能根据波浪实时参数主动控制水翼纵摇角，使其在每一时刻都可以获得最大推力，水翼1将获得最大推进效率。

如图1所示，本实施例提供的水翼纵摇角调节装置，检测件4设置于浮子5中，所述浮子5漂浮于海面上，所述浮子5通过连接件6与所述水翼1连接。浮子5可以始终漂浮在海面上，保证了检测件4可以准确的检测出海面波浪的情况，有利于最佳纵摇角的获得，将检测件4设置在浮子5中，也无需对检测件4进行防水等措施，只需保证好浮子5的密封即可，浮子5通过连接件6与水翼1连接，跟随船体2的移动一起移动，可以实时检测船体2所在位置处的海面情况，便于及时调整水翼1的纵摇角。具体地，浮子5可以由圆柱体和设置于圆柱体下方的圆锥体组合而成，可以为不锈钢材质，浮子5中间具有密封腔体，检测件4设置于密封腔体中。

如图1至图3所示，本实施例提供的水翼纵摇角调节装置，连接件6包括竖直杆7和水平杆8，竖直杆7设置于所述浮子5下方，所述竖直杆7的上端与所述浮子5连接；水平杆8的一端与所述竖直杆7的下端铰接，水平杆8的另一端与所述水翼1的前端铰接。水平杆8的两端分别与竖直杆7和水翼1铰接，在竖直杆7跟随浮子5上下移动时，铰接的设置避免水平杆8对水翼1产生较大的阻力，影响水翼受力，水平杆8可以跟随竖直杆7的上下移动绕其与水翼1连接的一端转动。

如图2所示，本实施例提供的水翼纵摇角调节装置，竖直杆7和所述水平杆8为空心结构，用于穿设线缆，竖直杆7的下端设置有第一线缆过孔9，所述水平杆8靠近所述竖直杆7的一端设置有第二线缆过孔10，所述第一线缆过孔9和所述第二线缆过孔10之间连接有伸缩线缆套管11。线缆从竖直杆7穿过经过伸缩线缆套管11后进入水平杆8中，然后经过水翼1与船体2上的控制单元连接，避免线缆裸露在海水中时间过长后磨损较大，影响信号传输，在竖直杆7上下移动时，伸缩线缆套管11的设置不会对其移动造成干扰。

如图1所示，本实施例提供的水翼纵摇角调节装置，船体2上设置有连接杆12，所述水翼1上固定设置有转轴13，所述转轴13与所述连接杆12一端转动连接，所述水翼1绕所述转轴13转动以改变所述水翼1的纵摇角，所述转轴13上设置有角度传感器。驱动件3驱动水翼1绕转轴13转动至合适角度，进而改变水翼1的纵摇角，转轴13上设置有角度传感器，可以对转动后的水翼1的角度进行检测，若检测到水翼1的纵摇角与最佳水翼角有差别，可以及时进行微调，保证了水翼1的纵摇角时刻处在最佳位置。

本实施例提供的水翼纵摇角调节装置，驱动件3为电机、气缸或油缸，具体地，如图1所示，可以在船体2上安装驱动件3，驱动件3的升降驱动端与水翼1的尾端铰接，通过驱动件3带动水翼1的尾端升降，实现了水翼1的转动，另外，作为可替换的实施方式，驱动件3可以为旋转电机，安装在转轴13处，带动转轴13转动实现水翼1的转动。

本实施例提供的水翼纵摇角调节装置，检测件4为重力式波浪观测仪，它感应波浪垂直加速度，而将其转换成相应的频率信号，该信号传送到控制单元，经鉴频、二次积分变成与海浪相对应的电压信号，由电子电位差计记录显示，生成波浪波高、周期等相关参数，进而获得最佳在此波浪情况下的最佳纵摇角。

本实施例还提供一种船舶，包括上述实施例任一项所述的水翼纵摇角调节装置。

水翼纵摇角调节装置工作过程：船体2运行过程中，检测件4感应波浪垂直加速度，而将其转换成相应的频率信号，该信号传送到控制单元，生成波浪波高、周期等相关参数，计算出最佳纵摇角，然后控制单元将信号传输给驱动件3，驱动件3驱动水翼1转动，将角度调整到最佳纵摇角，可以使船舶的水翼1持续受到最大的推力，提升推进效率，节约能耗。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种水翼纵摇角调节装置，其特征在于，包括：

水翼(1)，转动连接在船体(2)下方；

驱动件(3)，与所述水翼(1)连接，所述驱动件(3)驱动所述水翼(1)转动以调节所述水翼(1)的纵摇角；

检测件(4)，漂浮于海面上，用于检测波浪参数；

控制单元，设置在所述船体(2)内，所述控制单元与所述驱动件(3)和所述检测件(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述检测件(4)设置于浮子(5)中，所述浮子(5)漂浮于海面上，所述浮子(5)通过连接件(6)与所述水翼(1)连接。

3.根据权利要求2所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述连接件(6)包括：

竖直杆(7)，设置于所述浮子(5)下方，所述竖直杆(7)的上端与所述浮子(5)连接；

水平杆(8)，其一端与所述竖直杆(7)的下端铰接，另一端与所述水翼(1)的前端铰接。

4.根据权利要求3所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述竖直杆(7)和所述水平杆(8)为空心结构，用于穿设线缆。

5.根据权利要求4所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述竖直杆(7)的下端设置有第一线缆过孔(9)，所述水平杆(8)靠近所述竖直杆(7)的一端设置有第二线缆过孔(10)，所述第一线缆过孔(9)和所述第二线缆过孔(10)之间连接有伸缩线缆套管(11)。

6.根据权利要求1所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述船体(2)上设置有连接杆(12)，所述水翼(1)上固定设置有转轴(13)，所述转轴(13)与所述连接杆(12)一端转动连接，所述水翼(1)绕所述转轴(13)转动以改变所述水翼(1)的纵摇角。

7.根据权利要求6所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述转轴(13)上设置有角度传感器。

8.根据权利要求1所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述驱动件(3)为电机、气缸或油缸。

9.根据权利要求1所述的水翼纵摇角调节装置，其特征在于，所述检测件(4)为重力式波浪观测仪。

10.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的水翼纵摇角调节装置。