CN109018236A - 一种船舶动态稳定器及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶动态稳定器及方法，它解决了现有技术中船舶起动、加速或高速航行时水流的搅动产生纵摇、海上作业时船身突然受到剧烈摇晃的问题，具有能够在船动态下起到减摇效果、操作简单、价格便宜、不需要复杂的计算的效果；其技术方案为：包括压块，压块底部由弹性机构支撑，压块周向对称连接多个拉伸机构的一端，拉伸机构的另一端与舵机装置相连；所述舵机装置通过支承座安装于底座上部；通过舵机装置控制拉伸机构收缩或拉伸，压块对弹性机构施加压力以增加船稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及船舶机械制造领域，尤其涉及一种船舶动态稳定器及方法。
背景技术
随着航海业的不断发展，舰船在海上工作停留的时间越来越长，但由于海浪、海风以及海流等海洋环境扰动的影响，不可避免的会产生突如其来的摇动。剧烈的摇晃不但减少船的使用寿命，还会极大的降低人们在航行过程中的舒适性，并对船舶上的装备带来不良影响。
为了船舶在海上的安全以及提高航行中的舒适性，迫切需要减小船舶的摇荡。传统的船舶减摇装置主要有舭龙骨、减摇鳍、舵减摇、减摇水舱、减摇陀螺、减摇重块等。舭龙骨简单、建造成本低，在任何情况下都有效。减摇水舱可广泛用于低速航行船舶停泊作业的工程船舶，但须占据大量空间。舵减摇的减摇效果好，但现有舵机作用减摇后，以最大转舵速度工作的频率增加，会加速机构的磨损。陀螺减摇器体积小，安装方便，但其减摇效果需要考虑减摇能力容量、尺寸、重量等。
目前针对船起动以及在海上作业时突然倾斜状况的设备并没有广泛使用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种船舶动态稳定器及方法，其具有能够在船动态下起到减摇效果、操作简单、价格便宜、不需要复杂的计算的效果。
本发明采用下述技术方案：
一种船舶动态稳定器，包括压块，压块底部由弹性机构支撑，压块周向对称连接多个拉伸机构的一端，拉伸机构的另一端与舵机装置相连；所述舵机装置通过支承座安装于底座上部；通过舵机装置控制拉伸机构收缩或拉伸，压块对弹性机构施加压力以增加船稳定性。
进一步的，所述拉伸机构包括拉簧和牵引绳，拉簧一端与压块固定，拉簧另一端与牵引绳一端相连，牵引绳另一端通过连接件与舵机装置相连。
进一步的，所述连接件为安装于舵机装置顶部的螺栓。
进一步的，所述弹性机构为弹簧，压块对弹簧的压缩量小于弹簧最大压缩量。
进一步的，所述弹簧一端与压块底部固定，弹簧另一端与支承座顶部固定连接。
进一步的，所述舵机装置包括舵机、第一舵机支架和第二舵机支架，所述舵机通过第二舵机支架与支承座固定连接，第一舵机支架安装于舵机外侧且由舵机驱动旋转。
进一步的，所述压块周向具有四个拉伸机构，每一拉伸机构连接一舵机装置，每一舵机装置在水平面倾斜45°设置。
船舶动态稳定器的使用方法为：
船在起动、加速或高速航行时，启动舵机，舵机控制第一舵机支架向靠近压块一侧转动，牵引绳松弛，压块因惯性作用会呈现向后压弯弹簧的状态，降低压块重心，使整个船重心向后下方偏移，产生后坠力，增加船航行稳定性。
进一步的，因船施加给所述稳定器一个向前的力，稳定器也会给船一个向后的力，稳定器本身会减缓船起动速度。
进一步的，船拐弯时，通过控制舵机转动方向，使与船拐弯相对方向的牵引绳拉紧，其他方向的牵引绳松弛。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过舵机装置能够调节拉簧状态，以选择是否减摇；在不希望重物起到减摇效果时，向外旋转舵机，牵引绳和拉簧拉紧，使重物不得摇摆；在希望重物起到减摇效果时，则向内旋转舵机，使牵引绳松弛，重物可以摇摆；
(2)本发明能够在船在起动、加速或高速航行时、海上停留作业时及不同重量的船转弯时均能够有效地起到减摇的效果，且操作简单，价格便宜，不需要复杂的计算。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
其中，1.压块，2.拉簧，3.弹簧，4.牵引绳，5.连接件，6.第一舵机支架，7.第二舵机支架，8.舵机，9.支承座，10，底座。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在船舶起动、加速或高速航行时水流的搅动产生纵摇、海上作业时船身突然受到剧烈摇晃的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种船舶动态稳定器及方法。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提供了一种船舶动态稳定器，属于重力减摇仪，适用于中小型的船舶、游艇；包括压块1、弹性机构、拉伸机构、舵机装置、支承座9和底座10；其中，压块1周向通过多个拉伸机构分别与舵机装置相连，压块1底部由弹性机构支撑。
所述底座10的上表面固定有支承座9，底座10和支承座9的横截面可以为圆形、方形或其他形状。
支承座9的中心位置固定弹性机构，所述弹性机构为弹簧3；弹簧3垂直于支承座9，弹簧3底端与支承座9固定连接，弹簧3顶端连接压块1；要求压块1对弹簧3的压缩量小于弹簧最大压缩量，即弹簧3应能支撑住压块1，不应被压块1完全压弯。
所述压块1为一重物。
支承座9上部以弹簧3的安装位置为中心对称分布多个舵机装置，拉伸机构数目与舵机装置相同。
优选地，支承座9上部设置四个舵机装置。
四个舵机装置之间的连线构成一正方形，相对设置的舵机装置位于此正方形的对角线上；如图2所示，以右上角舵机装置所在侧为前，左下角舵机装置所在侧为后，左上角舵机装置所在侧为左，右下角舵机装置所在侧为右。
所述舵机装置包括舵机8、第一舵机支架6和第二舵机支架7，所述舵机8通过第二舵机支架7与支承座9固定连接，第一舵机支架6安装于舵机8外侧且与舵机8转动连接。
第一舵机支架6的顶部安装连接件5，通过连接件5与拉伸机构相连。
优选地，所述连接件5为螺栓，螺栓从第一舵机支架6内侧穿过至其外侧并通过螺母固定。
所述拉伸机构包括拉簧2和牵引绳4，拉簧2的一端与压块1侧面固定，拉簧2另一端连接牵引绳4的一端，牵引绳4的另一端与螺栓固定连接。
第一舵机支架6可以旋转至与支承座9平行，在不希望重物起到减摇效果时，舵机8向外侧旋转，牵引绳4和拉簧2拉紧，使重物不得摇摆；而在希望重物起到减摇效果时，则舵机8向内侧(靠近弹簧3一侧为内侧)旋转，使牵引绳4松弛，重物可以摇摆。
本申请的适用情况为：
(1)船在起动、加速或高速航行时，若速度较快，会产生较大的纵摇。
为了减轻船的纵摇，启动舵机8，使四个舵机8均向内旋转，使牵引4松弛；重物因惯性会呈现向后压弯弹簧3的状态，降低了重物重心，使整个船的重心向后下方偏移，产生较大的后坠力，增加了船的稳定性。
且因船给本申请稳定器一个向前的力，根据作用力与反作用力原理，稳定器也会给船一个向后的力，因此稳定器本身就会减缓船起动时的速度。
(2)船在海上停留作业时，若突遇海风或海浪，会产生突然的抖动。
四个舵机8均向内旋转，使牵引绳4松弛，重物摆动，因惯性作用，摆动落后于船自身的摇晃，产生与船倾斜方向相反的一个力矩，因而起到减摇作用。
在摇晃较短的次数内，效果良好，可自行观测；如时间过长，不排除有出现谐振的可能。
在解决此问题上，减摇水舱占据了较大空间，陀螺减摇装置价格较贵，且需计算众多参数，舵减摇不能适用于船在海上停留作业的情况。
(3)在不同的船转弯时，本申请也可起到不同的作用。
当较重的船拐急弯时，如向前右拐弯，通过控制舵机8的转动反向，使前后和右边的牵引绳4松弛，拉紧左边的牵引绳4，使重物倾于左边，增加了船左半边的重量，可尽量防止重船因拐弯拐得太急而翻船。
当较轻的船拐急弯时，可能因为重量的原因不好拐，假如轻船向前右拐弯，则使前后和左边的牵引绳4松弛，拉紧右边的牵引绳4，使重物倾于右边，增加了船右半边的重量，有利于较轻的船拐急弯。
本申请可以在上述三种情况下有效地起到减摇的效果，且操作简单，价格便宜，不需要复杂的计算。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种船舶动态稳定器，其特征在于，包括压块，压块底部由弹性机构支撑，压块周向对称连接多个拉伸机构的一端，拉伸机构的另一端与舵机装置相连；所述舵机装置通过支承座安装于底座上部；通过舵机装置控制拉伸机构收缩或拉伸，压块对弹性机构施加压力以增加船稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种船舶动态稳定器，其特征在于，所述拉伸机构包括拉簧和牵引绳，拉簧一端与压块固定，拉簧另一端与牵引绳一端相连，牵引绳另一端通过连接件与舵机装置相连。
3.根据权利要求2所述的一种船舶动态稳定器，其特征在于，所述连接件为安装于舵机装置顶部的螺栓。
4.根据权利要求1所述的一种船舶动态稳定器，其特征在于，所述弹性机构为弹簧，压块对弹簧的压缩量小于弹簧最大压缩量。
5.根据权利要求4所述的一种船舶动态稳定器，其特征在于，所述弹簧一端与压块底部固定，弹簧另一端与支承座顶部固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种船舶动态稳定器，其特征在于，所述舵机装置包括舵机、第一舵机支架和第二舵机支架，所述舵机通过第二舵机支架与支承座固定连接，第一舵机支架安装于舵机外侧且由舵机驱动旋转。
7.根据权利要求1所述的一种船舶动态稳定器，其特征在于，所述压块周向具有四个拉伸机构，每一拉伸机构连接一舵机装置，每一舵机装置在水平面倾斜45°设置。
8.根据权利要求1-7所述的一种船舶动态稳定器的使用方法，其特征在于，船在起动、加速或高速航行时，启动舵机，舵机控制第一舵机支架向靠近压块一侧转动，牵引绳松弛，压块因惯性作用会呈现向后压弯弹簧的状态，降低压块重心，使整个船重心向后下方偏移，产生后坠力，增加船航行稳定性。
9.根据权利要求8所述的一种船舶动态稳定器的使用方法，其特征在于，因船施加给所述稳定器一个向前的力，稳定器也会给船一个向后的力，稳定器本身会减缓船起动速度。
10.根据权利要求8所述的一种船舶动态稳定器的使用方法，其特征在于，船拐弯时，通过控制舵机转动方向，使与船拐弯相对方向的牵引绳拉紧，其他方向的牵引绳松弛。
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