航態信息；所述分析和控制平臺用于分析所采集到的相關信息，并依據當前信息給出優化方案和執行策略，最后通過硬件轉化為執行信號，傳輸給執行系統；所述執行系統在接收到控制平臺信號之后做出相應動作，實現對船體航速、航態和尾流場的改善。
[0042]所述船體信息采集系統主要包括艏加速度傳感器1、舯加速度傳感器5、艉加速度傳感器9、艏加速度信息采集系統2、舯加速度信息采集系統6、艉加速度信息采集系統10、航速傳感器3、航態傳感器7、航速彳目息米集系統4、航態彳目息米集系統8、若干彳目號傳輸電纜33。所述分析和控制平臺主要包括信號綜合分析系統14、控制分析系統15、控制系統硬件接口 16、若干信號傳輸電纜33。所述執行系統主要包括驅動設備11 (可采用電機或液壓系統)、運動傳遞設備13、相關傳動軸12、換向機構17、傳動絲杠18、定位軸承19、軸承支架20、連接板21、絲杠螺母22、固定螺母23、傳動方桿24、限位軸承25、第二保護罩32和34、第二導向支架27、阻流板28、第一導向支架30。
[0043]所述船體信息采集系統能夠獲得當前船舶航速和航態的全面信息，并轉換為電信號提供給分析控制系統。所述艏加速度傳感器1、舯加速度傳感器5，、艉加速度傳感器9、航速傳感器3、航態傳感器7實時采集當前情況下船體艏、舯、艉運動加速度，以及航速和航態，將原始信息傳遞給相應的艏加速度信息采集系統2、舯加速度信息采集系統6、艉加速度?目息米集系統10、航速彳目息米集系統4、航態彳目息米集系統8，由各自的彳目息米集系統進行濾波和采樣，再將所得到的內容轉換為點型號，由若干信號傳輸電纜33傳遞給分析和控制平臺。
[0044]所述的分析和控制平臺能夠完成對船體信息采集系統所提供信號的分析、提出控制方案，并將控制策略通過控制系統硬件接口轉化為執行系統所需要進行的操作信號。信號綜合分析系統14對當前信號進行整理，綜合已有信息進行分析，給出針對當前狀態的評估，并提供給控制分析系統；控制分析系統15基于當前的分析評估結果形成相應的控制策略，提供給系統硬件接口 ；控制系統硬件接口 16將控制策略轉換為機械結構所能執行的操作信息，通過信號傳輸電纜輸出給執行系統。
[0045]執行系統能夠按照依據當前船體信息所制定的控制方案，完成分析控制平臺給出的指定操作。驅動設備11可采用電機或液壓系統，將動力通過傳動軸12傳遞給運動傳遞設備13，運動傳遞設備13執行指定運動，并通過傳動軸傳遞給換向機構17，換向機構17連接傳動絲杠18完成轉動，定位軸承19和軸承支架20約束傳動絲杠動作，第一保護罩34保護內部機構的正常運行，傳動絲杠18控制連接板21和第一導向支架30做升降運動，聯動第二保護罩32內的傳動方桿24進行運動，限位軸承25限制傳動方桿24的運動方向。第二保護罩32內的傳動方桿24和限位軸承25分別位于螺旋槳26的兩側。傳動方桿24的運動通過第二導向支架27傳遞給阻流板28做升降運動。
[0046]所述裝置及其附屬裝置部分采用閉環的監測和控制系統，通過監測一控制一再監測一再控制的循環修正方式，使船舶的航速、航態達到指定要求或進行最優化。
【主權項】
1.一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，包括高速船體，其特征在于:在高速船體尾部安裝有驅動設備，驅動設置的輸出端連接有運動傳遞設備，運動傳遞設備的輸出端連接有傳動軸，與傳動軸連接是換向機構，換向機構的輸出端與傳動絲杠固連，傳動絲杠通過定位軸承和軸承支架安裝在船體艉封板上，且軸承支架的外部設置有第一保護罩，傳動絲杠上套裝有絲杠螺母，絲杠螺母與連接板固連，且所述連接板上還固定安裝有第一導向支架，所述連接板的下端的兩側還分別固連有兩個傳動方桿，兩個傳動方桿分別通過限位軸承安裝在船體艉封板上的對應位置，且限位軸承的外端分別設置有第二保護罩，且兩個第二保護罩位于螺旋槳的兩側，兩個傳動方桿的下端分別與阻流板固連，阻流板上還固定安裝有第二導向支架，且所述阻流板與船體艉封板緊密貼合，所述驅動設備與控制系統連接； 所述控制系統是:在所述高速船體的船艏、船舯和船艉分別設置有艏加速度傳感器、舯加速度傳感器和艉加速度傳感器，艏加速度傳感器與艏加速度信息采集系統連接后再通過電纜與設置在船體內的信息綜合分析系統連接，舯加速度傳感器與舯加速度信息采集系統連接后再通過電纜與設置在船體內的信息綜合分析系統連接，艉加速度傳感器與艉加速度信息采集系統連接后再通過電纜與設置在船體內的信息綜合分析系統連接，在艏加速度傳感器與舯加速度傳感器之間的高速船體上還安裝有航速傳感器，航速傳感器與航速信息采集系統連接后再通過電纜與信息綜合分析系統連接，在舯加速度傳感器與艉加速度傳感器之間的高速船體上還安裝有航態傳感器，航態傳感器與航態信息采集系統連接后再通過電纜與信息綜合分析系統連接，所述信息綜合分析系統的另一端依次連接有控制分析系統和控制分析系統硬件接口，控制分析系統硬件接口通過電纜與驅動設備連接。
2.根據權利要求1所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述阻流板的外形與船體艉封板型線一致，且阻流板的高度小于等于船體艉封板的高度，阻流板的寬度小于等于船體艉封板的寬度。
3.根據權利要求1或2所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述阻流板伸出船底的最大工作長度小于等于高速船體船長的0.2%。
4.根據權利要求1或2所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述換向機構是蝸輪蝸桿傳動機構或錐齒輪傳動機構。
5.根據權利要求3所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述換向機構是蝸輪蝸桿機構或錐齒輪傳動機構。
6.根據權利要求1或2所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述驅動設備是電機或液壓系統。
7.根據權利要求3所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述驅動設備是電機或液壓系統。
8.根據權利要求4所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述驅動設備是電機或液壓系統。
9.根據權利要求5所述的一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，其特征在于:所述驅動設備是電機或液壓系統。
【專利摘要】本發明提供的是一種高速船節能減阻及航態自動優化控制裝置，主要包括船體信息采集系統、分析和控制平臺以及執行系統，所述船體信息采集系統用于監測船體當前航行信息和航態信息；所述分析和控制平臺用于分析所采集到的相關信息，并依據當前信息給出優化方案和執行策略，并通過硬件轉化為執行信號，傳輸給執行系統；所述執行系統在接收到控制平臺信號之后做出相應動作，實現對船體航速、航態和艉流場的改善，穩性的增強，安全性的提高。本發明具有節能減阻、提高航速和改善航態，增強高速船穩性，保障人員和設備安全性，改善舒適性以及降低尾浪對海岸和結構物沖擊作用的優點。
【IPC分類】B63B1-40, B63B1-32
【公開號】CN104816782
【申請號】CN201510224017
【發明人】鄧銳, 黃德波, 馬勇, 周廣利, 由世洲, 楊衡
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月5日...