一種仿生鰭魚尾舵的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種仿生鰭魚尾舵，包括長舵桿、短舵桿、魚尾型舵葉板、舵球和螺旋槳；所述長舵桿與短舵桿用連接閥鏈接，魚尾型舵葉板設置在長舵桿和短舵桿的一端，舵球橫向固定在魚尾型舵葉板的中央位置，螺旋槳通過舵球安裝在魚尾型舵葉板上；所述魚尾型舵葉板右側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第一鰭，魚尾型舵葉板左側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第二鰭。本實用型新型的船舵是在原有的魚尾舵的基礎上引入仿生鰭的優點，上下制流板有起到穩定魚尾舵葉兩側流場和尾流的作用。本實用新型能夠提高舵效，具有較高的升力系數及較高的倒航性，改善了常規舵在較小舵角時的航向避讓性和航向保持性，適用范圍廣，結構簡單，節能、成本低、操作方便、易推廣。
【專利說明】
一種仿生鰭魚尾舵
技術領域
[0001]本實用新型屬于船舵操縱控制系統技術領域。更具體地，涉及一種仿生鰭魚尾舵。 【背景技術】
[0002]船舶在航行過程中，需要大量的燃油，同時還必須承擔較大的作用力，因此節能減排和降低船舶的運營風險成為世界各國國船舶公司和船東待解決的一大難題。
[0003]目前船舶主要采用以下的節能措施:開展優秀船型的優化，發展高效推進器以及開發水動力節能附加裝置等。但是，由于優化船體型線以及優選動力裝置措施一般只能使用在船舶設計之初，一旦固定將很難改變，具有很大的局限性。而開發新型水動力節能裝置具有更大的靈活性，易于對現有的舊船進行改造，安裝簡便、成本低，在節能以及降低噪聲方面都有著較好的應用效果，應用前景十分廣闊。
[0004]因此，設計出一種新型水動力節能裝置，能夠使船舶在航行中平穩行駛減少顛簸， 同時又能減少燃油的消耗提高船舶航速，使船舶在改變航向時變得更加靈活成為日益需要關注并亟需解決的問題。
[0005]另外，船尾舵附設于船體外，利用船舶航行時作用于魚尾型舵葉上的流體動力而控制船舶航向的裝置。通常由魚尾型舵葉、舵桿、支撐舵桿的管狀舵承等組成。船尾舵的設計合理與否，不僅直接關系到舵效、倒航性、滿足不同平衡需要等方面的問題，還對船舶的動力與能耗具有明顯的影響作用。
【發明內容】
[0006]本實用新型要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷和技術不足，提供一種帶仿生鰭的魚尾舵，其結構簡單，制造成本低，能夠明顯提高舵效，改善了常規魚尾舵在小舵角時的舵效、倒航性、不同平衡需要，增大了適應范圍。
[0007]本實用新型上述目的通過以下技術方案實現:
[0008]—種仿生鰭魚尾舵，包括長舵桿1、短舵桿4、魚尾型舵葉板2、舵球9和螺旋槳10;所述長舵桿1與短舵桿4用連接閥3鏈接，魚尾型舵葉板2設置在長舵桿1和短舵桿4的一端，舵球9橫向固定在魚尾型舵葉板2的中央位置，螺旋槳10通過舵球9安裝在魚尾型舵葉板2上； 所述魚尾型舵葉板2右側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第一鰭5,魚尾型舵葉板2左側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第二鰭6。
[0009]具體地，所述的兩片鰭片是通過焊接的方式固定在舵球9表面，鰭片呈半球圓形， 在舵球9上安裝鰭片后可以提高船舶在改變航向時的穩定性，具有平穩水流的作用。[〇〇1〇]優選地，所述舵球9橫向固定在魚尾型舵葉板2的中央位置的具體方式是通過焊接的方式進行橫向固定，所述橫向固定是指舵球9的中心線與魚尾型舵葉板2頂面的前緣中心線在一條直線上。
[0011]使用時，螺旋槳10與魚尾型舵葉板2都固定在船體11的船底尾端，魚尾型舵葉板2 與控制船體方向的長舵桿1連接，當船舶開始航行時，可以通過傳動軸調節魚尾型舵葉板2的角度來改變船舶的方向。舵球9表面固定有鰭片，螺旋槳的槳轂和舵球同軸設置，達到修復螺旋槳后中心線部位低壓區域絮亂水流及漩渦，使船舶能夠減少顛簸平穩運行，提高螺旋槳工作效率減少燃油消耗，提高船舶運行速度，達到節能提速效果。
[0012]優選地，所述魚尾型舵葉板2呈魚尾狀，并通過鉸鏈與舵球9連接。
[0013]具體地，是魚尾型舵葉板2較薄一側的邊緣處開有裝配槽，舵球9較細一端與裝配槽通過焊接相互配合固定。此設計方便魚尾型舵葉板和舵球的配合，使其具有流線形，減小了船舶行駛中的阻力，達到節能提速的效果。
[0014]魚尾型舵葉板2整體上是魚尾型，因此，整體上厚薄不均，為了減少螺旋槳帶來的水流阻力，因此，更優選地，魚尾型舵葉板2頂面和地面(兩端)分別安裝有上制流板7和下制流板8,使經過螺旋槳10刮出的水流有一定距離的緩沖，有利于船體在航行時保持穩定。
[0015]另外，更進一步優選地，所述第一鰭5的一端安裝在左弦側的魚尾型舵葉板2的舵面的中央部前緣側(舵球表面)，且安裝成比所述螺旋槳10的中心位置更靠上方，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋槳10的旋轉半徑更靠內側且朝上的位置。
[0016]優選地，所述第二鰭6的一端安裝在右弦側的魚尾型舵葉板2的舵面的中央部前緣偵吖舵球表面)，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋槳10的旋轉半徑跟靠內側且朝下的位置。[〇〇17]優選地，所述第一鰭5的剖面呈翼型，以向上拱曲的方式而形成。
[0018]優選地，所述第二鰭6的剖面呈翼型，以向下拱曲的方式而形成。[〇〇19]即鰭片有兩個，兩個鰭片均勻分布在舵球表面上，鰭片呈半球圓形。通過裝有兩個鰭片使船舶在航行中轉向變得更加靈活，同時半球圓形鰭片也具有穩定水流的作用。減少水流對舵葉的沖擊，使船舶變得更加易于操控，減少因為變向而增加的油耗。
[0020]另外，優選地，舵球9呈水滴形，由于舵球9呈水滴形，因此具有較粗一端和較細一端，較粗一端大約呈半球狀，之后較粗端邊沿延伸出的兩個線條逐漸開始靠近直至相交形成較細一端，較細一端呈箭頭狀，較粗一端和較細一端一體成型共同形成呈水滴形的舵球 9,舵球9較細一端與魚尾型舵葉板2固定連接，較粗一端與螺旋槳10的槳轂相對，且較粗一端的中心線與螺旋槳10的槳轂中心線同軸設置。
[0021]進一步優選地，所述魚尾型舵葉板2較薄一側的邊緣處開有裝配槽，舵球9較細一端與裝配槽通過焊接相互配合固定。通過上述設計制造出的魚尾型舵葉板2和舵球9,可以使魚尾型舵葉板2和舵球9整體上呈流線型，較好的減少了船舶在航行時水流產生的阻力， 包括螺旋槳10刮出水流的阻力，提高船舶的航速，使船舶具有很好的穩性，從而達到節能提速的效果。[〇〇22]本實用新型具有以下有益效果:
[0023]本實用型新型的船舵是在原有的魚尾舵的基礎上引入仿生鰭的優點，主舵包括鏈接在一起的長舵桿和短舵桿，所述長舵桿與船體連接上，所述的短舵桿與魚尾型舵葉連接， 所述的魚尾型舵葉的相對頂部有安裝上制流板，所述的魚尾型舵葉的相對底部安裝有下制流板，上下制流板有起到穩定魚尾舵葉兩側流場和尾流的作用。
[0024]另外，舵球橫向固定在魚尾型舵葉的中央位置，所述舵球表面固定有鰭片，所述螺旋槳與舵葉固定在船體上，所述螺旋槳的槳轂與固定在舵葉上的舵球同軸設置，通過舵球安裝在舵葉上。
[0025]由于帶仿生鰭魚尾舵葉，使舵葉后緣的水壓力增大以提高舵效的優點，具有較高的升力系數及較高的倒航性，而有效地提高舵效，改善了常規舵在較小舵角時的航向避讓性和航向保持性，它適用于各類船舶，尤其對操縱性要求較高的船舶，仿生鰭魚尾舵結構簡單，能夠很好的達到節能、降低制造成本的效果，且操作方便，容易推廣。【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型仿生鰭魚尾舵(包括螺旋槳)的整體結構示意圖。
[0027]圖2為本實用新型仿生鰭魚尾舵(包括螺旋槳)的左側結構示意圖。
[0028]圖3為本實用新型仿生鰭魚尾舵(包括螺旋槳)的右側結構示意圖。【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖和具體實施例來進一步說明本實用新型，但實施例并不對本實用新型做任何形式的限定。除非特別說明，本實用新型采用的試劑、方法和設備為本技術領域常規試劑、方法和設備。除非特別說明，本實用新型所用試劑和材料均為市購。
[0030]實施例1[0031 ] —種仿生鰭魚尾舵，包括長舵桿1、短舵桿4、魚尾型舵葉板2、舵球9和螺旋槳10;所述長舵桿1與短舵桿4用連接閥3鏈接，魚尾型舵葉板2設置在長舵桿1和短舵桿4的一端，舵球9橫向固定在魚尾型舵葉板2的中央位置，螺旋槳10通過舵球9安裝在魚尾型舵葉板2上； 所述魚尾型舵葉板2右側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第一鰭5,魚尾型舵葉板2左側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第二鰭6。
[0032]具體地，所述的兩片鰭片是通過焊接的方式固定在舵球9表面，鰭片呈半球圓形， 在舵球9上安裝鰭片后可以提高船舶在改變航向時的穩定性，具有平穩水流的作用。
[0033]其中，所述舵球9橫向固定在魚尾型舵葉板2的中央位置的具體方式是通過焊接的方式進行橫向固定，所述橫向固定是指舵球9的中心線與魚尾型舵葉板2頂面的前緣中心線在一條直線上。
[0034]使用時，螺旋槳10與魚尾型舵葉板2都固定在船體11的船底尾端，魚尾型舵葉板2 與控制船體方向的長舵桿1連接，當船舶開始航行時，可以通過傳動軸調節魚尾型舵葉板2 的角度來改變船舶的方向。舵球9表面固定有鰭片，螺旋槳的槳轂和舵球同軸設置，達到修復螺旋槳后中心線部位低壓區域絮亂水流及漩渦，使船舶能夠減少顛簸平穩運行，提高螺旋槳工作效率減少燃油消耗，提高船舶運行速度，達到節能提速效果。
[0035]所述魚尾型舵葉板2呈魚尾狀，并通過鉸鏈與舵球9連接。具體地，是魚尾型舵葉板 2較薄一側的邊緣處開有裝配槽，舵球9較細一端與裝配槽通過焊接相互配合固定。此設計方便魚尾型舵葉板和舵球的配合，使其具有流線形，減小了船舶行駛中的阻力，達到節能提速的效果。
[0036]魚尾型舵葉板2整體上是魚尾型，因此，整體上厚薄不均，為了減少螺旋槳帶來的水流阻力，因此，更優選地，魚尾型舵葉板2頂面和地面(兩端)分別安裝有上制流板7和下制流板8,使經過螺旋槳10刮出的水流有一定距離的緩沖，有利于船體在航行時保持穩定。
[0037]另外，更進一步地，所述第一鰭5的一端安裝在左弦側的魚尾型舵葉板2的舵面的中央部前緣側(舵球表面)，且安裝成比所述螺旋槳10的中心位置更靠上方，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋槳10的旋轉半徑更靠內側且朝上的位置。所述第二鰭6的一端安裝在右弦側的魚尾型舵葉板2的舵面的中央部前緣側(舵球表面)，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋槳10的旋轉半徑跟靠內側且朝下的位置。
[0038]所述第一鰭5的剖面呈翼型，以向上拱曲的方式而形成。所述第二鰭6的剖面呈翼型，以向下拱曲的方式而形成。[〇〇39]即鰭片有兩個，兩個鰭片均勻分布在舵球表面上，鰭片呈半球圓形。通過裝有兩個鰭片使船舶在航行中轉向變得更加靈活，同時半球圓形鰭片也具有穩定水流的作用。減少水流對舵葉的沖擊，使船舶變得更加易于操控，減少因為變向而增加的油耗。
[0040]另外，舵球9呈水滴形，由于舵球9呈水滴形，因此具有較粗一端和較細一端，較粗一端大約呈半球狀，之后較粗端邊沿延伸出的兩個線條逐漸開始靠近直至相交形成較細一端，較細一端呈箭頭狀，較粗一端和較細一端一體成型共同形成呈水滴形的舵球9,舵球9較細一端與魚尾型舵葉板2固定連接，較粗一端與螺旋槳10的槳轂相對，且較粗一端的中心線與螺旋槳10的槳轂中心線同軸設置。[0041 ]進一步地，所述魚尾型舵葉板2較薄一側的邊緣處開有裝配槽，舵球9較細一端與裝配槽通過焊接相互配合固定。通過上述設計制造出的魚尾型舵葉板2和舵球9,可以使魚尾型舵葉板2和舵球9整體上呈流線型，較好的減少了船舶在航行時水流產生的阻力，包括螺旋槳10刮出水流的阻力，提高船舶的航速，使船舶具有很好的穩性，從而達到節能提速的效果。[〇〇42]最后所應當說明的是，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例， 而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于本領域的普通技術人員來說，在上述說明及思路的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種仿生鰭魚尾舵，其特征在于，包括長舵桿(I)、短舵桿(4)、魚尾型舵葉板(2)、舵球(9)和螺旋槳(10);所述長舵桿(I)與短舵桿(4)用連接閥(3)鏈接，魚尾型舵葉板(2)設置在長舵桿(I)和短舵桿(4 )的一端，舵球(9 )橫向固定在魚尾型舵葉板(2 )的中央位置，螺旋槳(10)通過舵球(9)安裝在魚尾型舵葉板(2)上;所述魚尾型舵葉板(2)右側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第一鰭(5)，魚尾型舵葉板(2)左側的舵球上安裝有半球形仿生鰭第二鰭(6)02.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述魚尾型舵葉板(2)的兩端分別設置有上制流板(7)和下制流板(8)。3.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述舵球(9)橫向固定在魚尾型舵葉板(2)的中央位置的具體方式是通過焊接的方式進行橫向固定，所述橫向固定是指舵球(9)的中心線與魚尾型舵葉板(2)頂面的前緣中心線在一條直線上。4.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述魚尾型舵葉板(2)呈魚尾狀，并通過鉸鏈與舵球(9 )連接。5.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述第一鰭(5)的一端安裝在左弦側的魚尾型舵葉板(2)的舵面的中央部前緣側，且安裝成比所述螺旋槳(10)的中心位置更靠上方，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋槳(10)的旋轉半徑更靠內側且朝上的位置。6.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述第二鰭(6)的一端安裝在右弦側的魚尾型舵葉板(2)的舵面的中央部前緣側，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋槳(10)的旋轉半徑跟靠內側且朝下的位置。7.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述第一鰭(5)的剖面呈翼型，以向上拱曲的方式而形成。8.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述第二鰭(6)的剖面呈翼型，以向下拱曲的方式而形成。9.根據權利要求1所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，舵球(9)呈水滴形，舵球(9)較細一端與魚尾型舵葉板(2)固定連接，較粗一端與螺旋槳(10)的槳轂相對，且較粗一端的中心線與螺旋槳(10)的槳轂中心線同軸設置。10.根據權利要求9所述仿生鰭魚尾舵，其特征在于，所述魚尾型舵葉板(2)較薄一側的邊緣處開有裝配槽，舵球(9)較細一端與裝配槽通過焊接相互配合固定。
【文檔編號】B63H25/06GK205615697SQ201620226733
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】歐啟彬, 黃技, 葉劍釗, 江梓丹, 黃斯慧, 歐啟明
【申請人】廣東海洋大學