一種蛙嘴式舭龍骨的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減小橫搖的船用設(shè)備，可以根據(jù)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舭龍骨。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶的搖蕩運(yùn)動(dòng)是一種有害的船舶運(yùn)動(dòng)，它對(duì)船員、船體結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備等帶來不利的影響。船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)包括橫搖、縱搖、艏搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩六種形式，其中橫搖對(duì)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(shè)減搖裝置。
[0003]根據(jù)構(gòu)成穩(wěn)定力矩的力的本質(zhì)分類，可將減搖裝置分為重力作用式、流體動(dòng)力作用式、回轉(zhuǎn)力作用式三類;按照控制形式又可分為被動(dòng)式和主動(dòng)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(zhuǎn)儀減搖裝置、舵減搖裝置等。其中，舭龍骨因其結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、維護(hù)方便、效能較好而得到廣泛應(yīng)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(dòng)式水動(dòng)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(chǎn)生對(duì)船舶橫搖的附加水阻力，以減少船舶橫搖。
[0006]已有的技術(shù)改進(jìn)往往注重對(duì)不同船舶系數(shù)的船進(jìn)行尺度上的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化，且致力于簡單直線型的端部改進(jìn)和斷面優(yōu)化，如:對(duì)于方形系數(shù)大的船舶，采用長而窄的舭龍骨，同時(shí)，為了避免舭龍骨參與總縱彎曲，設(shè)置為分段式結(jié)構(gòu);對(duì)于方形系數(shù)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(qiáng)度。
[0007]舭龍骨的優(yōu)點(diǎn)為:橫搖角度越大、越劇烈，其減搖效果越好;航行時(shí)減搖效果比停泊時(shí)更好;對(duì)船舶航行阻力小，橫搖阻力較大;減搖效果好，結(jié)構(gòu)簡單，費(fèi)用低廉，應(yīng)用廣泛。然而，現(xiàn)有的舭龍骨結(jié)構(gòu)形式存在以下缺陷和不足:易遭損壞；對(duì)船舶產(chǎn)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(duì)于確定的舭龍骨，由于舭龍骨形狀尺寸的固定，不能針對(duì)海況的變化及橫搖角度和加速度的緩急進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，極大地影響其使用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在不明顯影響船舶快速性的同時(shí)可以增強(qiáng)橫搖穩(wěn)定性的舭龍骨。本發(fā)明的舭龍骨，展開狀態(tài)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(qiáng)橫搖穩(wěn)定性;折疊狀態(tài)的舭龍骨整體外形光順，不會(huì)過多增加船舶航行阻力，從而不會(huì)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(shí)現(xiàn)控制橫搖的目的，應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜海況和裝載條件的變化。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]—種蛙嘴式舭龍骨的控制方法，主體結(jié)構(gòu)包括固定殼體結(jié)構(gòu)(2)和轉(zhuǎn)動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)
(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(jié)構(gòu)(2)固定連接于舭列板(3)，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)蚌殼結(jié)構(gòu)(I)通過轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)與固定蚌殼結(jié)構(gòu)(2)連接，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)動(dòng)蟲豐殼結(jié)構(gòu)(I)的開合;轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)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(cè)，作為轉(zhuǎn)動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸;輸入軸(5)橫向布置在固定殼體結(jié)構(gòu)(2)的腔內(nèi)，一端穿過舭列板(3)，連接到船體內(nèi)部的電機(jī)，另一端通過錐齒輪(7)驅(qū)動(dòng)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(jié)構(gòu)(2)連接?？刂品椒?為橫搖角度、角速度、角加速度三個(gè)參數(shù)分別設(shè)定安全閾值上限和安全閾值下限，在船舶航行時(shí)，監(jiān)測(cè)船舶橫搖角度、角速度和角加速度，并獲取船舶吃水信息，校核船舶穩(wěn)性變化，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個(gè)參數(shù)中的任何一個(gè)指標(biāo)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)持續(xù)超出相應(yīng)的安全閾值上限，則判斷船舶橫搖運(yùn)動(dòng)較大，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)展開舭龍骨的轉(zhuǎn)動(dòng)蚌殼結(jié)構(gòu)，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個(gè)參數(shù)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)均持續(xù)低于相應(yīng)的安全閾值下限，則判斷船舶橫搖很小，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)折疊舭龍骨的轉(zhuǎn)動(dòng)蚌殼結(jié)構(gòu)。
[0010]作為優(yōu)選實(shí)施方式，在固定殼體結(jié)構(gòu)(2)和轉(zhuǎn)動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)(I)之間設(shè)置有突出筒形結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)的豁口位置與所述的轉(zhuǎn)動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)(I)固定在一起，使得轉(zhuǎn)動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)(I)實(shí)現(xiàn)在輸出軸(6)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；在固定蚌殼結(jié)構(gòu)(2)和轉(zhuǎn)動(dòng)蚌殼結(jié)構(gòu)(I)的腔內(nèi)設(shè)置有加強(qiáng)板(9)。在加強(qiáng)板上開設(shè)有減輕孔。
[0011 ]采用本發(fā)明的有益效果是:
[0012]1.本發(fā)明的控制方法針對(duì)的舭龍骨結(jié)構(gòu)形式，使得船舶能夠?qū)崿F(xiàn)靈活應(yīng)對(duì)不同航行條件和要求。面對(duì)大風(fēng)浪的情況或者對(duì)穩(wěn)性要求較高時(shí)，可以展開舭龍骨，增大阻尼、減小橫搖，增強(qiáng)穩(wěn)性;面對(duì)小風(fēng)浪的情況或限制航道內(nèi)可折疊舭龍骨，防止觸底、碰撞等，而且折疊狀態(tài)的舭龍骨外形光順不會(huì)影響船舶的快速性。
[0013]2.集成船舶運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確掌握船舶具體航行狀態(tài)，據(jù)此科學(xué)決策，便捷且智能地操控舭龍骨開合。
[0014]3.舭龍骨主體結(jié)構(gòu)上下對(duì)稱，前后對(duì)稱，除去首尾兩端，中間部分橫截面形狀相同。建造時(shí)可以使用同一套模具，批量模塊化生產(chǎn)。
[0015]4.轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，且充分利用了舭龍骨封閉結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間。
[0016]5.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(fā)生觸底碰撞等事故的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明適用的舭龍骨總體結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2為本發(fā)明適用的舭龍骨完全折疊狀態(tài)圖；
[0019]圖3為本發(fā)明適用的舭龍骨完全展開狀態(tài)圖
[0020]圖4為本發(fā)明適用的舭龍骨轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ]圖5為本發(fā)明的控制流程示意圖；
[0022]1.轉(zhuǎn)動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)2.固定殼體結(jié)構(gòu)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(qiáng)板
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。此處所描述的具體實(shí)施例方式僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]本發(fā)明的控制方法適用一種蛙嘴式舭龍骨，主要用于各類船舶，用于在多種復(fù)雜狀態(tài)下抑制橫搖。
[0025]如圖1至圖4所示，此種舭龍骨，主體結(jié)構(gòu)由固定殼體結(jié)構(gòu)2和轉(zhuǎn)動(dòng)殼體結(jié)構(gòu)I