一種外張型可開合舭龍骨的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種外張型可開合舭龍骨,主體結構包括固定殼體結構(2)和轉動殼體結構(1)兩部分，兩部分合體后呈扁平形，首尾兩端為流線型，固定蚌殼結構(2)固定連接于舭列板(3)，所述的轉動蚌殼結構(1)通過轉軸系統與固定蚌殼結構(2)連接；轉軸系統用于轉動蚌殼結構(1)的開合。本實用新型的舭龍骨，可以增加船舶的橫搖阻尼，有效地減小船舶的橫搖，增強橫搖穩定性。
【專利說明】
一種外張型可開合舭龍骨
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種減小橫搖的船用設備，可以根據海況變化而改變形狀的舭龍骨，即用于船舶抗沉減搖防傾覆的一種外張型可開合舭龍骨。
【背景技術】
[0002]船舶的搖蕩運動是一種有害的船舶運動，它對船員、船體結構、機械設備等帶來不利的影響。船舶搖蕩運動包括橫搖、縱搖、艏搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩六種形式，其中橫搖對船舶性能的影響最大，縱搖次之。為了減緩或降低船舶的搖擺，可在船舶上加設減搖裝置。
[0003]根據構成穩定力矩的力的本質分類，可將減搖裝置分為重力作用式、流體動力作用式、回轉力作用式三類;按照控制形式又可分為被動式和主動式兩類。目前，船舶常用的減搖裝置有:舭龍骨、減搖鰭、減搖水艙、回轉儀減搖裝置、舵減搖裝置等。其中，舭龍骨因其結構簡單、造價低、維護方便、效能較好而得到廣泛應用，幾乎每艘船舶都裝有舭龍骨。
[0004]—般來說，舭龍骨是固定安裝在船體外面舭部且盡量與舭列板垂直，沿著水流方向的一塊長條板，它是最簡單的一種被動式水動力船舶減搖裝置。舭龍骨的長度一般為船長的1/3到1/2，寬度一般為船寬的4%至6%，且寬度通常不超過中橫剖面的方框線。
[0005]舭龍骨減搖的原理為利用其裝在船體舭部外殼上來產生對船舶橫搖的附加水阻力，以減少船舶橫搖。
[0006]已有的技術改進往往注重對不同船舶系數的船進行尺度上的經驗優化，且致力于簡單直線型的端部改進和斷面優化，如:對于方形系數大的船舶，采用長而窄的舭龍骨，同時，為了避免舭龍骨參與總縱彎曲，設置為分段式結構;對于方形系數小的船舶，如漁船，舭龍骨盡可能安裝在舭部上方，短而寬，可制成三角形以提高局部強度。
[0007]舭龍骨的優點為:橫搖角度越大、越劇烈，其減搖效果越好;航行時減搖效果比停泊時更好;對船舶航行阻力小，橫搖阻力較大;減搖效果好，結構簡單，費用低廉，應用廣泛。然而，現有的舭龍骨結構形式存在以下缺陷和不足:易遭損壞；對船舶產生一定的航行阻力；只能減橫搖，不能減縱搖。而且，受舭龍骨尺寸的限制，減搖的阻尼力矩有限，減搖的能力(減小擺幅)受限，減搖效果一般在10%?20%左右，難以滿足需求。此外，對于確定的舭龍骨，由于舭龍骨形狀尺寸的固定，不能針對海況的變化及橫搖角度和加速度的緩急進行動態調整，極大地影響其使用范圍。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種在不明顯影響船舶快速性的同時可以增強橫搖穩定性的舭龍骨。本實用新型的舭龍骨，展開狀態的舭龍骨有效面積翻倍，可以增加船舶的橫搖阻尼，有效地減小船舶的橫搖，增強橫搖穩定性;折疊狀態的舭龍骨整體外形光順，不會過多增加船舶航行阻力，從而不會明顯影響船舶快速性;通過加裝此套外張型可開合舭龍骨，可以使船舶靈活高效地實現控制橫搖的目的，應對各種復雜海況和裝載條件的變化。本實用新型的技術方案如下:
[0009]—種外張型可開合舭龍骨，主體結構包括固定殼體結構(2)和轉動殼體結構(I)兩部分，兩部分合體后呈扁平形，首尾兩端為流線型，固定蚌殼結構(2)固定連接于舭列板
(3)，所述的轉動蚌殼結構(I)通過轉軸系統與固定蚌殼結構(2)連接，轉軸系統用于轉動蚌殼結構(I)的開合;轉軸系統包括輸入軸(5)、輸出軸(6)和錐齒輪(7)，輸出軸(6)位于緊靠船體一側，作為轉動殼體結構(I)的轉動中心軸;輸入軸(5)橫向布置在固定殼體結構(2)的腔內，一端穿過舭列板(3)，連接到船體內部的電機，另一端通過錐齒輪(7)驅動與之垂直的輸出軸(6);輸入軸(5)和輸出軸(6)通過軸承與固定殼體結構(2)連接。
[0010]作為優選實施方式，在固定殼體結構(2)和轉動殼體結構(I)之間設置有突出筒形結構，用于容納輸出軸(6)和錐齒輪(7)，所述的輸出軸(6)在突出筒形結構的豁口位置與所述的轉動殼體結構(I)固定在一起，使得轉動殼體結構(I)實現在輸出軸(6)的帶動下轉動；在固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(I)的腔內設置有加強板(9)。在加強板上開設有減輕孔。
[0011 ]采用本實用新型的有益效果是:
[0012]1.可開合的舭龍骨結構形式，使得船舶能夠實現靈活應對不同航行條件和要求。面對大風浪的情況或者對穩性要求較高時，可以展開舭龍骨，增大阻尼、減小橫搖，增強穩性;面對小風浪的情況或限制航道內可折疊舭龍骨，防止觸底、碰撞等，而且折疊狀態的舭龍骨外形光順不會影響船舶的快速性。
[0013]2.舭龍骨主體結構上下對稱，前后對稱，除去首尾兩端，中間部分橫截面形狀相同。建造時可以使用同一套模具，批量模塊化生產。
[0014]3.轉軸傳動系統結構簡單可靠，且充分利用了舭龍骨封閉結構的內部空間。
[0015]4.外張型可開合舭龍骨，在展開后，增加了有效面積，但是基本不改變舭龍骨伸出船體的寬度，這樣可以大大減小發生觸底碰撞等事故的風險。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的一種外張型可開合舭龍骨總體結構圖；
[0017]圖2為本實用新型的一種外張型可開合舭龍骨完全折疊狀態圖；
[0018]圖3為本實用新型的一種外張型可開合舭龍骨完全展開狀態圖；
[0019]圖4為本實用新型的一種外張型可開合舭龍骨轉軸系統的結構圖；
[0020]圖5為本實用新型的一種外張型可開合舭龍骨的控制流程示意圖；
[0021]1.轉動殼體結構2.固定殼體結構3.舭列板4.覆板5.輸入軸6.輸出軸7.錐齒輪8.軸承9.加強板
【具體實施方式】
[0022]下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。此處所描述的具體實施例方式僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型的保護范圍。
[0023]現再結合上述各附圖，提出一種外張型可開合舭龍骨在船舶的一種布置方式的實施案例。
[0024]該裝置即外張型可開合舭龍骨，主要用于各類船舶，用于在多種復雜狀態下抑制橫搖。
[0025]如圖1至圖4所示，本實用新型的一種外張型可開合舭龍骨，主體結構由固定殼體結構2和轉動殼體結構I兩部分組成，所述的固定殼體結構2和轉動殼體結構I為互相對稱的扁平型封閉結構。首尾兩端為流線型，保持舭龍骨縱向的流線光順。上下首尾共4個端部完全相同，可以批量建造。除去首尾兩端，中間部分橫截面形狀相同，建造時可以使用同一套模具分段建造。因此舭龍骨主體部分可以實現模塊化批量生產，降低建造成本。固定殼體結構2固定連接于舭列板3，且垂直于舭列板3，連接處焊接覆板，在這一側設置突出的筒形結構，作為軸套包裹內部的轉軸，在適當的位置設置有豁口，供轉動殼體結構I與里面的轉軸連接，但是要保證在這些位置的防水;所述的轉動殼體結構I位于上方，通過轉軸系統與固定殼體結構2的筒形結構內的轉軸系統連接。在固定殼體結構2和轉動殼體結構I的封閉結構內設置加強板9，用以增強結構強度。作為本專利的一種實現形式，舭龍骨的厚度較小，本身質量不大，不需要在加強板上設置減輕孔。由于舭龍骨中間部分橫截面相同，故加強板形狀完全相同，可以批量建造。當然如果舭龍骨質量較大，可以在保證強度的前提下在加強板9上設置減輕孔。
[0026]轉軸系統由輸入軸5、輸出軸6組成。輸出軸6緊靠船體一側，位于筒形突出結構內，作為轉動殼體結構I的轉動中心軸。輸入軸6橫向布置在固定殼體結構2的腔內，一端穿過舭列板3，連接到船體內部的發動機；另一端通過錐齒輪7驅動與之垂直的輸出軸6;輸入軸5、輸出軸6上，在如圖所示的位置布置軸承8，用以支承、固定軸系的位置，所述的軸承8要與固定殼體結構2上的突出筒形結構固定在一起。所述的輸出軸6要在筒形結構的豁口位置與所述的轉動殼體結構I固定在一起，使得轉動殼體結構I實現在輸出軸6的帶動下轉動。
[0027]如圖5所示，本實用新型的外張型可開合舭龍骨，其控制系統由船舶運動實時監測設備、數據采集分析顯示系統、電動機控制系統組成。在船側設置的液位測量儀，用以實時監測船舶兩舷的吃水。在船舶重心軸線位置附近設置動態參數測量儀，實時監測船舶的橫搖速度、角速度等數據。數據采集分析顯示系統將監測到的電信號輸入計算機，轉化為相應的物理量，據此得出船舶的運動狀態，并且給出船舶航行狀態優劣的判斷，以及舭龍骨開合的建議，將其直觀地呈現在駕駛室的屏幕上。作為本專利的一種實現形式，可以由計算機自動操控，輔助以駕駛人員手動操控電動機控制系統，控制電動機轉動，最終使舭龍骨相應地實現展開或折疊，自動調節船舶橫搖。當然也可以完全由駕駛人員手動操控電機控制系統。
[0028]在船舶航行時，船舶運動實時監測系統監測到船舶橫搖角度、角速度、角加速度等，結合船舶吃水，作為參數輸入計算機，校核船舶穩性變化，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數中的任何一個指標在設定時間內(比如設定為船舶固有周期的1/4)持續超出某一安全閾值(比如角度閾值設為10度)，判斷船舶橫搖運動較大，且數據采集分析顯示系統會向駕駛室發出警報，并將結果顯示在屏幕上。隨后電動機控制系統自動展開舭龍骨的轉動殼體結構，如圖3所示，增大舭龍骨有效面積，從而增大橫搖阻尼，抑制橫搖。如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數中的每個指標在設定時間內(比如設定為船舶固有周期的1/4)持續低于某一安全閾值(比如角度閾值設為5度)，船舶橫搖很小，則電動機控制系統自動折疊舭龍骨的轉動殼體結構，如圖2所示。
[0029]對于航行于限制航道或其他特殊要求情況下，需要折疊(或展開)舭龍骨，可以由駕駛員手動控制舭龍骨開合。
[0030]以上所述的，僅為用以解釋本實用新型的較佳實施例，并非企圖據以對本實用新型作任何形式上的限制，于是，凡有在相同的創作精神下所作的任何修飾或變更，均仍應包括在本實用新型權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種外張型可開合舭龍骨，主體結構包括固定蛛殼結構(2)和轉動蛛殼結構(I)兩部分，其特征在于，兩部分合體后呈扁平形，首尾兩端為流線型，固定蚌殼結構(2)固定連接于舭列板(3)，在連接處固定有覆蓋板，所述的轉動蚌殼結構(I)通過轉軸系統與固定蚌殼結構(2)連接，轉軸系統用于轉動蚌殼結構(I)的開合;轉軸系統包括輸入軸(5)、輸出軸(6)和錐齒輪(7)，輸出軸(6)位于緊靠船體一側，作為轉動蚌殼結構(I)的轉動中心軸;輸入軸(5)橫向布置在固定蚌殼結構(2)的腔內，一端穿過舭列板(3)，連接到船體內部的電機，另一端通過錐齒輪(7)驅動與之垂直的輸出軸(6);輸入軸(5)和輸出軸(6)通過軸承與固定蚌殼結構(2)連接。2.根據權利要求1所述的舭龍骨，其特征在于，在固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(I)之間設置有突出筒形結構，用于容納輸出軸(6)和錐齒輪(7)，所述的輸出軸(6)在突出筒形結構的豁口位置與所述的轉動蚌殼結構(I)固定在一起，使得轉動蚌殼結構(I)實現在輸出軸(6)的帶動下轉動。3.根據權利要求1所述的舭龍骨，其特征在于，在固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(I)的腔內設置有加強板(9)。4.根據權利要求3所述的舭龍骨，其特征在于，在加強板上開設有減輕孔。
【文檔編號】B63B39/06GK205440803SQ201521127605
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月28日
【發明人】朱海明, 杜尊峰, 于鑫平
【申請人】天津大學