CN113401326B - 一种气压驱动船用鱼尾舵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气压驱动船用鱼尾舵，包括舵叶、第一尾板和第二尾板；所述舵叶包括第一舵面和第二舵面，所述第一尾板铰接于所述第一舵面，所述第二尾板铰接于所述第二舵面；所述舵叶内设有压力驱动***，所述压力驱动***用于驱动所述第一尾板和第二尾板转动，使所述第一尾板的尾缘和第二尾板的尾缘靠近或远离所述舵叶的尾缘。本发明公开的一种气压驱动船用鱼尾舵，在舵尾部的两个舵面上分别设置尾板，并通过压力驱动***转动尾板，在操舵时，将尾板打开，形成鱼尾舵的舵型，获得较高的舵效，直航或倒车时，将尾板闭合，形成流线型舵的舵型，降低舵的阻力。

Description

一种气压驱动船用鱼尾舵

技术领域

本发明涉及船用舵领域，尤其涉及一种气压驱动船用鱼尾舵。

背景技术

船舶主要通过在艉部安装舵以实现航向稳定性和回转性，舵自身性能对船舶操纵性具有显著影响。人们为了提高舵效相继提出一系列特种舵型，其中鱼尾舵的舵效尤为突出。鱼尾舵的剖面形状如同一条平放着的鱼，外形较流线型舵多了一个鱼形尾封板。

鱼尾舵在操舵状态下，舵叶后部迎流面的水压力增大，明显的提升舵效，但是，鱼尾舵在直航或倒车状态下的水阻力也会明显增大，从而使直航或倒车性能显著下降。

发明内容

本发明提供一种气压驱动船用鱼尾舵，以克服上述技术问题。

一种气压驱动船用鱼尾舵，包括舵叶、第一尾板和第二尾板；

所述舵叶包括第一舵面和第二舵面，所述第一尾板铰接于所述第一舵面，所述第二尾板铰接于所述第二舵面；

所述舵叶内设有压力驱动***，所述压力驱动***用于驱动所述第一尾板和第二尾板转动，使所述第一尾板的尾缘和第二尾板的尾缘靠近或远离所述舵叶的尾缘。

进一步地，所述第一舵面设有第一尾板槽，所述第一尾板前缘铰接于所述第一尾板槽内，当所述第一尾板的尾缘与所述舵叶的尾缘重合时，所述第一尾板的侧面与所述第一舵面平滑连接；

所述第二舵面设有第二尾板槽，所述第二尾板前缘铰接于所述第二尾板槽内，当所述第二尾板的尾缘与所述舵叶的尾缘重合时，所述第二尾板的侧面与所述第二舵面平滑连接。

进一步地，所述第一尾板前缘设有第一旋转轴，所述第二尾板前缘设有第二旋转轴，所述第一旋转轴和第二旋转轴两端均设有圆柱销，所述第一尾板槽和第二尾板槽内均设有销孔，所述圆柱销***所述销孔中，所述第一旋转轴上的第一轮齿和第二旋转轴上的第二轮齿啮合。

进一步地，所述压力驱动***包括气压泵、气压管和气压腔，所述气压腔通过所述气压管与所述气压泵连通；

所述第一尾板上设有驱动件，所述驱动件包括支撑体和端板，所述端板设于所述气压腔内，所述支撑体一端与所述端板连接，另一端从所述气压腔伸出，并与所述第一尾板连接；

所述第二尾板上设有所述驱动件。

进一步地，所述气压腔内设有分隔块，所述分隔块具有弧形面，所述端板沿所述弧形面运动。

进一步地，所述驱动件还包括旋转臂，所述旋转臂一端与所述支撑体连接，另一端与所述第一旋转轴连接。

进一步地，所述舵叶上设有连通孔，所述驱动件穿过所述连通孔。

本发明公开的一种气压驱动船用鱼尾舵，在舵尾部的两个舵面上分别设置尾板，并通过压力驱动***转动尾板，在操舵时，将尾板打开，形成鱼尾舵的舵型，获得较高的舵效，直航或倒车时，将尾板闭合，形成流线型舵的舵型，降低舵的阻力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种气压驱动船用鱼尾舵结构示意图；

图2是本发明实施例公开的一种气压驱动船用鱼尾舵俯视结构示意图；

图3是本发明实施例公开的舵叶结构示意图；

图4是图3中A部分放大图；

图5是本发明实施例公开的第一尾板和第二尾板结构示意图；

图6是本发明实施例公开的压力驱动***结构示意图；

图7是本发明实施例公开的一种气压驱动船用鱼尾舵尾板闭合状态示意图；

图8是本发明实施例公开的一种气压驱动船用鱼尾舵尾板张开状态示意图；

图9是本发明实施例公开的第一尾板结构示意图；

图10是本发明实施例公开的一种气压驱动船用鱼尾舵操舵状态下的流场分布及水动力示意图；

图11是本发明实施例公开的一种气压驱动船用鱼尾舵直航状态下的流场分布及水动力示意图。

附图标号说明：

1、舵叶；11、第一舵面；12、第二舵面；13、第一尾板槽；14、第二尾板槽；15、第一旋转轴；16、第二旋转轴；17、圆柱销；18、销孔；19、第一轮齿；20、第二轮齿；2、第一尾板；3、第二尾板；4、压力驱动***；41、气压泵；42、气压管；43、气压腔；44、分隔块；5、驱动件；51、支撑体； 52、端板；53、旋转臂；6、连通孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，一种气压驱动船用鱼尾舵，包括舵叶1、第一尾板2 和第二尾板3；

所述舵叶1包括第一舵面11和第二舵面12，所述第一尾板2铰接于所述第一舵面11，所述第二尾板3铰接于所述第二舵面12；

所述舵叶1内设有压力驱动***4，所述压力驱动***4用于驱动所述第一尾板2和第二尾板3转动，使所述第一尾板2的尾缘和第二尾板3的尾缘靠近或远离所述舵叶1的尾缘。

本实施例中，在舵尾部的两个舵面上分别设置尾板，并通过压力驱动***4转动尾板，在操舵时，将尾板打开，形成鱼尾舵的舵型，获得较高的舵效，直航或倒车时，将尾板闭合，形成流线型舵的舵型，降低舵的阻力。

具体而言，所述第一舵面11设有第一尾板槽13，所述第一尾板2前缘铰接于所述第一尾板槽13内，当所述第一尾板2的尾缘与所述舵叶1的尾缘重合时，所述第一尾板2的侧面与所述第一舵面11平滑连接；

所述第二舵面11设有第二尾板槽14，所述第二尾板2前缘铰接于所述第二尾板槽14内，当所述第二尾板2的尾缘与所述舵叶1的尾缘重合时，所述第二尾板2的侧面与所述第二舵面11平滑连接。

第一尾板槽13和第二尾板槽14开设于舵叶尾部，并从舵叶前缘向尾缘逐渐变浅，第一尾板2和第二尾板3从前缘向尾缘逐渐变薄，第一尾板与第一尾板槽形状相适应，第二尾板与第二尾板槽形状相适应，第一尾板和第二尾板在合并状态下，恰好完全嵌入第一尾板槽和第二尾板槽中，使舵叶呈流线型舵的舵型。

如图3-5、图9所示，所述第一尾板2前缘设有第一旋转轴15，所述第二尾板3前缘设有第二旋转轴16，所述第一旋转轴15和第二旋转轴16两端均设有圆柱销17，所述第一尾板槽13和第二尾板槽14内均设有销孔18，所述圆柱销17***所述销孔18中，所述第一旋转轴15上的第一轮齿19和第二旋转轴16上的第二轮齿20啮合。

第一尾板2和第二尾板3通过第一轮齿19和第二轮齿20可以同步反向转动，使第一尾板2和第二尾板3转动的角度相同。

压力驱动***4可以是气压驱动***，也可以是液压驱动***。如图6 所示，本实施例中采用气压驱动，所述压力驱动***4包括气压泵41、气压管42和气压腔43，所述气压腔43通过所述气压管42与所述气压泵41连通；

所述第一尾板2上设有驱动件5，所述驱动件5包括支撑体51和端板52，所述端板52设于所述气压腔43内，所述支撑体51一端与所述端板52连接，另一端从所述气压腔43伸出，并与所述第一尾板2连接；

所述第二尾板3上设有所述驱动件5。第二尾板3上的驱动件5设置与第一尾板2相同。

气压泵41通过气压管42向气压腔43进气，增大气压腔43内的气压，气压腔43内气压增大，驱动端板52向远离气压泵41方向运动，同时通过支撑体51驱动尾板转动，使尾板张开；气压泵41通过气压管42使气压腔43 内的气压降低，驱动端板52朝向气压泵方向运动，同时通过支撑体驱动尾板转动，使尾板闭合。气压泵通过气管与外界大气连接，也可与压缩气源连接。

所述气压腔43内设有分隔块44，所述分隔块44具有弧形面，所述端板 52沿所述弧形面运动。端板的一个边贴在弧形面上，沿弧形面运动，可以保证弧形面在运动过程中与气压腔的紧密连接，防止气压泄露，影响端板的驱动过程。

本实施例中，所述驱动件还包括旋转臂53，所述旋转臂53一端与所述支撑体51连接，另一端与所述第一旋转轴16连接。旋转臂53增加了尾板的稳固性，在操舵时，减少尾板因受力而产生的晃动和形变，提高舵效。

所述舵叶1上设有连通孔6，所述驱动件5穿过所述连通孔6。连通孔6 设有供旋转臂转动的转动空腔，不会影响驱动件5正常工作。

如图7、图8所示，尾板在展开状态下，舵型为鱼尾舵，尾板在收拢状态下，舵型为流线型舵，本发明公开的船用鱼尾舵，可以根据需要转换不同的舵型，适应不同的使用需求，既获得了较高的舵效，又保证了在直航或倒车时不会产生较大的阻力。

如图10所示，当舵叶处于操舵状态时，第一尾板2和第二尾板3在压力驱动***4和传动齿轮***驱动下张开，整个舵剖面呈鱼尾状，有效降低舵叶1迎流面的流体速度，相应压力分布得到显著提高，明显大于背流面的压力，使指向右舷的横向力TY得到显著增加，进而提高船舶向左转向的回转力矩，此外纵向阻力RX与TY同步增加，对船舶产生明显的制动效果。

如图11所示，当无操舵时，第一尾板2和第二尾板3在压力驱动***4 和传动齿轮***驱动下处于闭合状态，整个舵叶1成流线型，可有效减小水阻力，从而提高船舶直航或倒车性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种气压驱动船用鱼尾舵，其特征在于，包括舵叶(1)、第一尾板(2)和第二尾板(3)；

所述舵叶(1)包括第一舵面(11)和第二舵面(12)，所述第一尾板(2)铰接于所述第一舵面(11)，所述第二尾板(3)铰接于所述第二舵面(12)；

所述舵叶(1)内设有压力驱动***(4)，所述压力驱动***(4)用于驱动所述第一尾板(2)和第二尾板(3)转动，使所述第一尾板(2)的尾缘和第二尾板(3)的尾缘靠近或远离所述舵叶(1)的尾缘；

所述压力驱动***(4)包括气压泵(41)、气压管(42)和气压腔(43)，所述气压腔(43)通过所述气压管(42)与所述气压泵(41)连通；

所述第一尾板(2)上设有驱动件(5)，所述驱动件(5)包括支撑体(51)和端板(52)，所述端板(52)设于所述气压腔(43)内，所述支撑体(51)一端与所述端板(52)连接，另一端从所述气压腔(43)伸出，并与所述第一尾板(2)连接；

所述第二尾板(3)上设有所述驱动件(5)。

2.根据权利要求1所述的一种气压驱动船用鱼尾舵，其特征在于，所述第一舵面(11)设有第一尾板槽(13)，所述第一尾板(2)前缘铰接于所述第一尾板槽(13)内，当所述第一尾板(2)的尾缘与所述舵叶(1)的尾缘重合时，所述第一尾板(2)的侧面与所述第一舵面(11)平滑连接；

所述第二舵面(12)设有第二尾板槽(14)，所述第二尾板(3)前缘铰接于所述第二尾板槽(14)内，当所述第二尾板(3)的尾缘与所述舵叶(1)的尾缘重合时，所述第二尾板(3)的侧面与所述第二舵面(12)平滑连接。

3.根据权利要求2所述的一种气压驱动船用鱼尾舵，其特征在于，所述第一尾板(2)前缘设有第一旋转轴(15)，所述第二尾板(3)前缘设有第二旋转轴(16)，所述第一旋转轴(15)和第二旋转轴(16)两端均设有圆柱销(17)，所述第一尾板槽(13)和第二尾板槽(14)内均设有销孔(18)，所述圆柱销(17)***所述销孔(18)中，所述第一旋转轴(15)上的第一轮齿(19)和第二旋转轴(16)上的第二轮齿(20)啮合。

4.根据权利要求1所述的一种气压驱动船用鱼尾舵，其特征在于，所述气压腔(43)内设有分隔块(44)，所述分隔块(44)具有弧形面，所述端板(52)沿所述弧形面运动。

5.根据权利要求3所述的一种气压驱动船用鱼尾舵，其特征在于，所述驱动件还包括旋转臂(53)，所述旋转臂(53)一端与所述支撑体(51)连接，另一端与所述第一旋转轴(15)连接。

6.根据权利要求5所述的一种气压驱动船用鱼尾舵，其特征在于，所述舵叶(1)上设有连通孔(6)，所述驱动件(5)穿过所述连通孔(6)。

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