一種船用的推進與減搖裝置及船舶的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種船用的推進與減搖裝置及船舶，包括旋轉(zhuǎn)式推進器、圓柱形轉(zhuǎn)體、第一轉(zhuǎn)定子、第二轉(zhuǎn)定子、通電轉(zhuǎn)換開關和旋轉(zhuǎn)裝置；所述通電轉(zhuǎn)換開關在船舶行進過程中連通第二轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第二轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第一轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)式推進器旋轉(zhuǎn)，以推動船體行進；在船舶停船作業(yè)期間連通所述第一轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第一轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第二轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，以抑制船體搖晃；所述旋轉(zhuǎn)裝置用于改變所述圓柱形轉(zhuǎn)體的方向。本實用新型將推進裝置與減搖設備進行集成設計，解決了推進裝置和減搖設備分別安裝，設備占用船體空間大等問題，適合在小型船舶或無人水面探測船上推廣應用。
【專利說明】
一種船用的推進與減搖裝置及船舶
技術領域
[0001]本實用新型屬于船舶技術領域，具體地說，是涉及一種應用在小型船舶或者無人水面探測船上的推進裝置與減搖裝置。
【背景技術】
[0002]推進技術和減搖技術是船舶兩大關鍵技術，目前船用推進方式主要包括舵槳推進、全回轉(zhuǎn)電力推進、噴水推進等，減搖方式主要采用減搖水艙和減搖鰭等。對于目前的絕大多數(shù)船舶來說，通常是在船舶的尾部安裝舵槳，以為船舶提供推力，推動船體前進;同時，在船舶的艏部安裝減搖裝置，以減少船體在水中的搖晃，滿足船舶的平穩(wěn)性要求。但是，這種傳統(tǒng)的設計方式，由于推進裝置和減搖裝置是分開設計、獨立安裝的，因此往往需要占用較多的船體空間，適合在大中型船舶上推廣使用。
[0003]而對于目前的小型船舶以及無人水面探測船來說，由于船舶的自身空間較為狹小，如果安裝減搖水艙或者減搖鰭等減搖裝置將會占用大量的船體空間，導致其他設備無法布置安裝。同時，為了提高船舶的舒適性或者滿足探測設備的使用條件，又必須要求船舶具有一定的穩(wěn)定性，這就造成了安裝空間與使用要求之間的矛盾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為了解決現(xiàn)有的減搖裝置對于小型船舶或者無人水面探測船來說，所產(chǎn)生的安裝空間與使用要求之間的矛盾，提供了一種船用的推進與減搖裝置，通過將推進裝置與減搖裝置進行集成，實現(xiàn)了推進與減搖的一體化設計，減少了對船體空間的占用。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現(xiàn):
[0006]—種船用的推進與減搖裝置，包括旋轉(zhuǎn)式推進器、圓柱形轉(zhuǎn)體、第一轉(zhuǎn)定子、第二轉(zhuǎn)定子、電源、通電轉(zhuǎn)換開關和旋轉(zhuǎn)裝置;所述第一轉(zhuǎn)定子通過轉(zhuǎn)軸連接所述的旋轉(zhuǎn)式推進器;所述第二轉(zhuǎn)定子用于驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn);所述電源用于為所述的第一轉(zhuǎn)定子和所述的第二轉(zhuǎn)定子供電;所述通電轉(zhuǎn)換開關控制所述電源選擇性地連通所述的第一轉(zhuǎn)定子或第二轉(zhuǎn)定子;其中，在船舶行進過程中，所述通電轉(zhuǎn)換開關連通所述第二轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第二轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第一轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)式推進器旋轉(zhuǎn)，推動船體行進;在船舶停船作業(yè)期間，所述通電轉(zhuǎn)換開關連通所述第一轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第一轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第二轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，抑制船體搖晃;所述旋轉(zhuǎn)裝置用于改變所述圓柱形轉(zhuǎn)體的方向；其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置在船舶行進過程中控制所述圓柱形轉(zhuǎn)體的長度方向與所述船體的長度方向一致;在船舶停船作業(yè)期間控制所述圓柱形轉(zhuǎn)體的長度方向與所述船體的長度方向垂直。
[0007]為了實現(xiàn)第一、第二轉(zhuǎn)定子在進行定子與轉(zhuǎn)子的角色互換時，作為定子的一方能夠有效、可靠地固定，本實用新型在所述推進與減搖裝置中優(yōu)選進一步設置第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置;其中，所述第一鎖緊裝置用于在船舶停船作業(yè)期間鎖緊所述的第一轉(zhuǎn)定子，使所述第一轉(zhuǎn)定子作為定子保持固定不動;所述第二鎖緊裝置用于在船舶行進過程中鎖緊所述的第二轉(zhuǎn)定子，使所述第二轉(zhuǎn)定子作為定子保持固定不動。
[0008]作為所述第一鎖緊裝置的一種優(yōu)選安裝方式，本實用新型將所述第一鎖緊裝置安裝在所述轉(zhuǎn)軸上，通過限制所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以鎖緊所述的第一轉(zhuǎn)定子。
[0009]為了方便所述推進與減搖裝置的集成化設計，本實用新型優(yōu)選將所述圓柱形轉(zhuǎn)體設計成空心圓柱體，將所述第一轉(zhuǎn)定子和第一鎖緊裝置設置在所述圓柱形轉(zhuǎn)體的內(nèi)腔中，將所述第二轉(zhuǎn)定子安裝在所述圓柱形轉(zhuǎn)體的內(nèi)壁上，且環(huán)繞所述的第一轉(zhuǎn)定子;將所述第二鎖緊裝置安裝在所述圓柱形轉(zhuǎn)體上，通過限制所述圓柱形轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動，以鎖緊所述的第二轉(zhuǎn)定子，進而達到簡化第二鎖緊裝置結(jié)構(gòu)設計的目的。
[0010]進一步的，所述轉(zhuǎn)軸的一段伸入到所述圓柱形轉(zhuǎn)體的內(nèi)腔中，且端部安裝在一軸座的軸套中，所述軸座安裝在所述圓柱形轉(zhuǎn)體的其中一個圓形端面上;所述轉(zhuǎn)軸的另一段從所述圓柱形轉(zhuǎn)體的另外一個圓形端面處伸出，并安裝所述的旋轉(zhuǎn)式推進器，實現(xiàn)推進裝置與減搖裝置的一體化設計。
[0011]作為所述旋轉(zhuǎn)裝置的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)設計，本實用新型在所述旋轉(zhuǎn)裝置中設置有托輥架、齒圈、驅(qū)動輪和驅(qū)動電機;其中，所述托輥架位于所述圓柱形轉(zhuǎn)體的底部，用于承載所述的圓柱形轉(zhuǎn)體;所述齒圈安裝在船體內(nèi)，且連接所述的托輥架;所述驅(qū)動輪與所述齒圈嚙合傳動;所述驅(qū)動電機通過驅(qū)動軸連接所述的驅(qū)動輪，通過驅(qū)動所述驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，以控制所述齒圈轉(zhuǎn)動，進而帶動托輥架轉(zhuǎn)動，以改變所述圓柱形轉(zhuǎn)體的方向。與此同時，由于旋轉(zhuǎn)式推進器也跟隨所述圓柱形轉(zhuǎn)體一同轉(zhuǎn)動，因此可以改變船舶的行進方向，實現(xiàn)舵機的功能。
[0012]進一步的，在所述推進與減搖裝置中還設置有控制裝置，其安裝在船舶的控制室，接收船舶行進或停泊的操作信號，進而生成相應的控制信號，控制所述第一鎖緊裝置、第二鎖緊裝置、通電轉(zhuǎn)換開關以及所述的驅(qū)動電機執(zhí)行相應的動作，實現(xiàn)船舶在行進時推進、在停泊時減搖的準確控制。
[0013]為了提供更大的推進力，并獲得更好的減搖效果，本實用新型優(yōu)選在船舶上設置至少兩套所述的推進與減搖裝置，對稱設置在船體底部的左右兩側(cè)。
[0014]為了進一步提高船舶停船作業(yè)時的穩(wěn)定性，本實用新型在所述推進與減搖裝置中還設置有檢測裝置，其用于檢測船體的晃動方向；當船體的左舷下降、右舷上升時，控制位于船體底部左側(cè)的圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，以在船體左側(cè)產(chǎn)生向上的升力;而當船體的左舷上升、右舷下降時，控制位于船體底部右側(cè)的圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，以在船體右側(cè)產(chǎn)生向上的升力，繼而達到保持船舶整體平穩(wěn)的設計目的。
[0015]基于上述推進與減搖裝置的結(jié)構(gòu)設計，本實用新型還提供了一種基于所述推進與減搖裝置設計的船舶，在所述船舶的底部設置有船用的推進與減搖裝置，所述船用的推進與減搖裝置包括旋轉(zhuǎn)式推進器、圓柱形轉(zhuǎn)體、第一轉(zhuǎn)定子、第二轉(zhuǎn)定子、電源、通電轉(zhuǎn)換開關和旋轉(zhuǎn)裝置;所述第一轉(zhuǎn)定子通過轉(zhuǎn)軸連接所述的旋轉(zhuǎn)式推進器;所述第二轉(zhuǎn)定子用于驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn);所述電源用于為所述的第一轉(zhuǎn)定子和所述的第二轉(zhuǎn)定子供電；所述通電轉(zhuǎn)換開關控制所述電源選擇性地連通所述的第一轉(zhuǎn)定子或第二轉(zhuǎn)定子;其中，在船舶行進過程中，所述通電轉(zhuǎn)換開關連通所述第二轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第二轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第一轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)式推進器旋轉(zhuǎn)，推動船體行進;在船舶停船作業(yè)期間，所述通電轉(zhuǎn)換開關連通所述第一轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第一轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第二轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，抑制船體搖晃;所述旋轉(zhuǎn)裝置用于改變所述圓柱形轉(zhuǎn)體的方向；其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置在船舶行進過程中控制所述圓柱形轉(zhuǎn)體的長度方向與所述船體的長度方向一致;在船舶停船作業(yè)期間控制所述圓柱形轉(zhuǎn)體的長度方向與所述船體的長度方向垂直。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:本實用新型將推進裝置與減搖設備進行集成，采用一套轉(zhuǎn)子和定子系統(tǒng)完成了對推進裝置和減搖設備的雙重驅(qū)動控制，實現(xiàn)了推進與減搖的一體化設計，并且解決了舵機、推進器、減搖設備分別安裝占用大量船體空間的問題，使得小型船舶或者無人水面探測船可以安裝更多的設備，實現(xiàn)更多的功能。同時，本實用新型的推進與減搖一體化裝置采用電力驅(qū)動，噪音低，工作環(huán)境舒適。
[0017]結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型所提出的推進與減搖裝置的一種實施例的原理性結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是流體經(jīng)過旋轉(zhuǎn)圓柱體時產(chǎn)生升力的一種流體力學原理圖；
[0020]圖3是圖1中的旋轉(zhuǎn)裝置的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是圖3中的齒圈的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是圖1中的圓柱形轉(zhuǎn)體在減搖工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)向方位圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細地描述。
[0024]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0025]運行或工作在海面上的小型船舶和無人水面探測船，在受到海浪或者洋流沖擊時會出現(xiàn)劇烈地搖晃，這不僅會降低人體乘船的舒適性，而且會對海洋監(jiān)測作業(yè)造成極大的影響。本實施例為了提高小型船舶以及無人水面探測船在海面上工作時的穩(wěn)定性，同時兼顧小型船舶以及無人水面探測船由于其體積小，船體空間有限，設備布設困難的現(xiàn)狀，設計了一種推進與減搖一體化裝置，安裝在小型船舶以及無人水面探測船的底部，既可以推進船舶行進，又可以在船舶停泊作業(yè)時起到減小船體搖晃的作用，同時解決了推進器和減搖設備分別設計安裝占用船體空間大的問題，方便了船用設備在小型船舶或無人水面探測船上的布設。
[0026]參見圖1所示，本實施例為了實現(xiàn)推進與減搖裝置的集成設計，采用一套轉(zhuǎn)定子系統(tǒng)(即一個轉(zhuǎn)子和一個定子)來實現(xiàn)對推進器和減搖設備的雙重驅(qū)動，以減少裝置對船體空間的占用，解決了安裝空間與使用要求之間的矛盾。具體來講，本實施例的推進與減搖裝置主要由第一轉(zhuǎn)定子1、第二轉(zhuǎn)定子2、通電轉(zhuǎn)換開關3、旋轉(zhuǎn)式推進器9(以下以螺旋槳為例進行說明)、減搖體4、電源和旋轉(zhuǎn)裝置10等部分組成。其中，對于所述的減搖體4來說，如圖2所示，根據(jù)流體力學的原理，當流體經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的圓柱體時會產(chǎn)生向上的升力F。本實施例基于這一原理，將所述減搖體4設計成圓柱形轉(zhuǎn)體，通過驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)圓柱體繞流產(chǎn)生的升力來達到船體減搖的目的。
[0027]為了實現(xiàn)一套轉(zhuǎn)定子系統(tǒng)(即第一轉(zhuǎn)定子I和第二轉(zhuǎn)定子2)對所述螺旋槳9和圓柱形轉(zhuǎn)體4的雙重驅(qū)動，本實施例將螺旋槳9通過轉(zhuǎn)軸7連接至第一轉(zhuǎn)定子I，利用第一轉(zhuǎn)定子I的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動螺旋槳9旋轉(zhuǎn)，而圓柱形轉(zhuǎn)體4的旋轉(zhuǎn)則由第二轉(zhuǎn)定子2驅(qū)動。利用通電轉(zhuǎn)換開關3將所述電源提供的工作電源選擇性地傳送至所述的第一轉(zhuǎn)定子I或者第二轉(zhuǎn)定子2，進而根據(jù)電磁感應原理，以實現(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子的互換。具體來講，當船舶需要行進時，通過所述通電轉(zhuǎn)換開關3連通第二轉(zhuǎn)定子2的供電回路，使第二轉(zhuǎn)定子2作為定子產(chǎn)生磁場。此時，第一轉(zhuǎn)定子I作為轉(zhuǎn)子在其中產(chǎn)生感應電流，并在電磁感應的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，進而通過轉(zhuǎn)軸7以驅(qū)動所述螺旋槳9旋轉(zhuǎn)，推動船體行進。在船舶停船作業(yè)期間，為了保持船體平穩(wěn)，利用所述通電轉(zhuǎn)換開關3連通第一轉(zhuǎn)定子I的供電回路，實現(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子的互換。即，將第一轉(zhuǎn)定子I作為定子，產(chǎn)生磁場，將第二轉(zhuǎn)定子2作為轉(zhuǎn)子，在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，利用第二轉(zhuǎn)定子2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)，以改變轉(zhuǎn)體4的上下壓差，產(chǎn)生升力，進而抑制船體的搖晃，達到減搖的效果。
[0028]作為本實施例的一種優(yōu)選設計方案，為了簡化推進與減搖裝置的整體結(jié)構(gòu)設計，盡可能地縮小裝置的整體體積，本實施例優(yōu)選將所述的第一轉(zhuǎn)定子I和第二轉(zhuǎn)定子2安裝在圓柱形轉(zhuǎn)體4內(nèi)，如圖1所示。將所述圓柱形轉(zhuǎn)體4設計成中空體，既可以減輕轉(zhuǎn)體4自身的重量，又可以對所述第一轉(zhuǎn)定子I和第二轉(zhuǎn)定子2進行防水密封，繼而滿足了第一轉(zhuǎn)定子I和第二轉(zhuǎn)定子2對工作環(huán)境的要求。具體來講，可以將轉(zhuǎn)軸7的一段71伸入到圓柱形轉(zhuǎn)體4的內(nèi)腔43中，且沿圓柱形轉(zhuǎn)體4的長度方向延伸。將伸入到圓柱形轉(zhuǎn)體4的內(nèi)腔43中的一段轉(zhuǎn)軸7的端部73連接至一個軸座8的軸套中，并將所述軸座8固定安裝在所述圓柱形轉(zhuǎn)體4的第一圓形端面41上。將轉(zhuǎn)軸7的另一端部74從圓柱形轉(zhuǎn)體4的第二圓形端面42(與所述第一圓形端面41位置相對)處伸出，即轉(zhuǎn)軸7的另一段72位于圓柱形轉(zhuǎn)體4的外部，并在其上安裝螺旋槳9，由此一來，便可以通過圓柱形轉(zhuǎn)體4實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸7以及螺旋槳9的支撐。將所述第一轉(zhuǎn)定子I內(nèi)置于圓柱形轉(zhuǎn)體4的內(nèi)腔43中，并安裝在所述的轉(zhuǎn)軸7上，繼而實現(xiàn)對所述第一轉(zhuǎn)定子I的支撐和定位。在所述轉(zhuǎn)軸7上可以進一步安裝第一鎖緊裝置5，以用于限制所述第一轉(zhuǎn)定子I的轉(zhuǎn)動。在本實施例中，優(yōu)選將所述第一鎖緊裝置5內(nèi)置于圓柱形轉(zhuǎn)體4的內(nèi)腔43中，并安裝在圓柱形轉(zhuǎn)體4的第二圓形端面42上，通過限制轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)對第一轉(zhuǎn)定子I的鎖緊。當然，所述第一鎖緊裝置5也可以直接與所述的第一轉(zhuǎn)定子I接觸，以實現(xiàn)對第一轉(zhuǎn)定子I的制動。本實施例對第一轉(zhuǎn)定子I的鎖緊制動方式并不僅限于以上舉例。
[0029]將第二轉(zhuǎn)定子2安裝在圓柱形轉(zhuǎn)體4的內(nèi)壁上，且環(huán)繞所述的第一轉(zhuǎn)定子1，由此利用第二轉(zhuǎn)定子2的旋轉(zhuǎn)即可驅(qū)動圓柱形轉(zhuǎn)體4繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。為了保證第二轉(zhuǎn)定子2作為定子時能夠保持不動，本實施例優(yōu)選設計第二鎖緊裝置6對所述第二轉(zhuǎn)定子2進行鎖緊制動。具體來講，可以將所述第二鎖緊裝置6安裝在圓柱形轉(zhuǎn)體4的內(nèi)壁上，通過限制圓柱形轉(zhuǎn)體4的轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)對第二轉(zhuǎn)定子2的制動。同樣地，本實施例對第二轉(zhuǎn)定子2的鎖緊制動也可以采用直接與所述第二轉(zhuǎn)定子2接觸制動或其他已知的方式實現(xiàn)，本實施例并不僅限于以上舉例。
[0030]對于所述的通電轉(zhuǎn)換開關3，也可以內(nèi)置于圓柱形轉(zhuǎn)體4的內(nèi)腔43中，如圖1所示。在圓柱形轉(zhuǎn)體4的體壁上安裝水密插頭，轉(zhuǎn)體4的內(nèi)腔側(cè)通過導線連接所述的通電轉(zhuǎn)換開關3，轉(zhuǎn)體4的外側(cè)通過防水電纜連接電源，所述電源可以布設在船艙中，用于為所述第一轉(zhuǎn)定子I和所述第二轉(zhuǎn)定子2供電。
[0031]將所述圓柱形轉(zhuǎn)體4安裝在船體的底部，考慮到船體在行駛過程中，圓柱形轉(zhuǎn)體4應盡量減少對船體行進產(chǎn)生的阻力，因而優(yōu)選調(diào)整所述圓柱形轉(zhuǎn)體4的長度方向與船體的長度方向(即船首至船尾的方向)一致;而當船舶停船作業(yè)時，為了提高減搖效果，最好將所述圓柱形轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)90°，使圓柱形轉(zhuǎn)體4的長度方向與船體的長度方向垂直，結(jié)合圖5所示，以產(chǎn)生足夠的升力。
[0032]為了改變圓柱形轉(zhuǎn)體4的方向，本實施例在所述推進與減搖裝置中還進一步設計了旋轉(zhuǎn)裝置10，結(jié)合圖3、圖4所示，主要包括托輥架11、齒圈12、驅(qū)動輪13和驅(qū)動電機15等部分。其中，所述托輥架11可以設置一個或者多個，安裝在圓柱形轉(zhuǎn)體4的底部，對所述圓柱形轉(zhuǎn)體4進行支撐。在所述托輥架11上設置有多個托輥16，每一個托輥16均沿所述圓柱形轉(zhuǎn)體4的長度方向延伸，多個托輥16并行排列，從圓柱形轉(zhuǎn)體4的一側(cè)經(jīng)過圓柱形轉(zhuǎn)體4的底部延伸到圓柱形轉(zhuǎn)體4相對的另一側(cè)，以半包所述的圓柱形轉(zhuǎn)體4。所述圓柱形轉(zhuǎn)體4支撐在所述的托輥16上，在圓柱形轉(zhuǎn)體4繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)時，托輥16也可跟隨所述的圓柱形轉(zhuǎn)體4一同轉(zhuǎn)動，從而不會對圓柱形轉(zhuǎn)體4的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。在本實施例中，所述托輥架11優(yōu)選設置兩個，沿圓柱形轉(zhuǎn)體4的長度方向一左一右各設一個，如圖3所示，以提高對圓柱形轉(zhuǎn)體4支撐的穩(wěn)定性。
[0033]將所述托輥架11通過拉繩17連接到齒圈12上，將所述齒圈12固定到船體內(nèi)部的底板上，由此便可將圓柱形轉(zhuǎn)體4以及螺旋槳9安裝到船體的底部。具體來講，所述齒圈12可以通過安裝在其相對兩側(cè)的定位塊18固定到船體的底板上，定位塊18上朝向齒圈12的一側(cè)開設有導向槽19，將齒圈12的外緣安裝在所述的導向槽19中，以允許齒圈12相對所述定位塊18轉(zhuǎn)動。
[0034]在本實施例中，所述齒圈12既可以選用內(nèi)齒圈，也可以選用外齒圈，將所述齒圈12與驅(qū)動輪13嚙合裝配，驅(qū)動輪13通過驅(qū)動軸14連接驅(qū)動電機15，通過控制驅(qū)動電機15旋轉(zhuǎn)，以帶動驅(qū)動輪13旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動齒圈12轉(zhuǎn)動，以帶動圓柱形轉(zhuǎn)體4和螺旋槳9整體轉(zhuǎn)動一定角度。
[0035]為了實現(xiàn)對所述通電轉(zhuǎn)換開關3、第一鎖緊裝置5、第二鎖緊裝置6和驅(qū)動電機15的驅(qū)動控制，本實施例優(yōu)選在船舶的控制室中設置一個控制器，連接控制室的操作臺，接收操作臺輸入的操作指令，例如開船指令、停船指令、轉(zhuǎn)向指令等，進而根據(jù)接收到的操作指令生成相應的控制信號，發(fā)送至所述的通電轉(zhuǎn)換開關3、第一鎖緊裝置5、第二鎖緊裝置6或驅(qū)動電機15，以響應控制室的操作。
[0036]具體來講，當需要控制船舶行進時，可以通過操作臺輸入開船指令，此時控制器根據(jù)接收到的開船指令生成控制信號，首先發(fā)送至驅(qū)動電機15，控制驅(qū)動電機15旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動齒圈12帶動圓柱形轉(zhuǎn)體4和螺旋槳9整體轉(zhuǎn)動，直到圓柱形轉(zhuǎn)體4的長度方向與船體的長度方向一致，此時螺旋槳9位于船體的尾部。然后，控制器控制通電轉(zhuǎn)換開關3連通第二轉(zhuǎn)定子2的通電回路，并控制第二鎖緊裝置6對所述第二轉(zhuǎn)定子2進行鎖緊制動。此時，第二轉(zhuǎn)定子2作為定子，產(chǎn)生磁場，第一轉(zhuǎn)定子I作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，進而通過轉(zhuǎn)軸7驅(qū)動螺旋槳9旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對船體的推動。
[0037]在船舶行進的過程中，若需要轉(zhuǎn)向，則可以通過操作臺或者方向舵輸入轉(zhuǎn)向指令，進而傳送至控制器以生成相應的控制信號，發(fā)送至驅(qū)動電機15，通過控制驅(qū)動電機15的轉(zhuǎn)動圈數(shù)或者步數(shù)，以驅(qū)動齒圈12轉(zhuǎn)動一定的角度，繼而改變螺旋槳9的方向，實現(xiàn)船體的轉(zhuǎn)向，繼而使本實施例的推進與減搖裝置兼具有了舵機的功能。
[0038]當船舶需要停船作業(yè)時，可以通過操作臺輸入停船指令，此時控制器根據(jù)接收到的停船指令生成相應的控制信號，首先發(fā)送至通電轉(zhuǎn)換開關切斷電源向第二轉(zhuǎn)定子2的供電，使螺旋槳9停止轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)停船。然后，控制器控制驅(qū)動電機15旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動齒圈12帶動圓柱形轉(zhuǎn)體4和螺旋槳9整體轉(zhuǎn)動90°，即，使圓柱形轉(zhuǎn)體4的長度方向與船體的長度方向垂直。而后，控制器控制第一鎖緊裝置5對所述第一轉(zhuǎn)定子I進行制動，并控制通電轉(zhuǎn)換開關3連通第一轉(zhuǎn)定子I的供電回路，使第一轉(zhuǎn)定子I作為定子產(chǎn)生磁場，第二轉(zhuǎn)定子2作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，進而帶動圓柱形轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)，改變轉(zhuǎn)體4上下壓差，以產(chǎn)生升力，實現(xiàn)減搖的功能。
[0039]為了進一步提高減搖效果，本實施例優(yōu)選在船體20底部安裝兩套所述的推動與減搖裝置，如圖5所示，分別位于船體20底部臨近左舷和右舷的位置。在船舶行進的過程中，兩套裝置中的圓柱形轉(zhuǎn)體4均與船體20的長度方向平行，以減少行進過程中產(chǎn)生的阻力。而當船舶停船作業(yè)期間，通過控制器控制位于左側(cè)的圓柱形轉(zhuǎn)體4向左旋轉(zhuǎn)90°，控制位于右側(cè)的圓柱形轉(zhuǎn)體4向右旋轉(zhuǎn)90°，如圖5所示的方位關系，以提高船體20的平穩(wěn)性。
[0040]為了更進一步地提升減搖效果，本實施例優(yōu)選在所述船體20上安裝用于檢測船體20擺動方向的檢測裝置(圖中未示出)，例如陀螺儀、重力傳感器等，以根據(jù)檢測到的擺動方向確定哪一側(cè)的圓柱形轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)。
[0041]在本實施例中，所述檢測裝置可以設置一個，通過檢測左舷或者右舷的擺動方向，即可得知其相對側(cè)的擺動方向。當然，所述檢測裝置也可以設置兩個，分別對船舶的左舷和右舷的擺動方向進行獨立檢測。
[0042]在船舶停船作業(yè)期間，通過控制器接收檢測裝置輸出的檢測信號，當檢測到船體20的左舷下降、右舷上升時，控制器驅(qū)動位于船體20底部左側(cè)的一套推進與減搖裝置中的圓柱形轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)圓柱體繞流產(chǎn)生的升力，使船體20的左舷上升，以控制船體20平穩(wěn)。相反地，當通過檢測裝置檢測到船體20的左舷上升、右舷下降時，控制器驅(qū)動位于船體20底部右側(cè)的一套推進與減搖裝置中的圓柱形轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)，以在船體20右側(cè)產(chǎn)生向上的升力，使船體20的右舷上升，繼而達到控制船體平穩(wěn)的減搖目的。
[0043]當然，所述推動與減搖裝置也可以設置兩套以上，以進一步提高對船體的推力以及減搖效果。
[0044]本實施例實現(xiàn)了推動裝置與減搖設備的一體化設計，利用圓柱體繞流產(chǎn)生升力的原理設計減搖裝置，利用定子與轉(zhuǎn)子的互換實現(xiàn)了推進與減搖功能的切換，由此不僅簡化了裝置的整體設計，減少了船用設備對船體空間的占用，而且由于本實施例的推動與減搖裝置采用電力驅(qū)動，因此噪音低，可以為船上的工作人員提供更加舒適的工作環(huán)境。
[0045]當然，以上所述僅是本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種船用的推進與減搖裝置，其特征在于，包括: 旋轉(zhuǎn)式推進器； 圓柱形轉(zhuǎn)體； 第一轉(zhuǎn)定子，其通過轉(zhuǎn)軸連接所述的旋轉(zhuǎn)式推進器； 第二轉(zhuǎn)定子，其用于驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)； 電源，其用于為所述的第一轉(zhuǎn)定子和所述的第二轉(zhuǎn)定子供電； 通電轉(zhuǎn)換開關，其控制所述電源選擇性地連通所述的第一轉(zhuǎn)定子或第二轉(zhuǎn)定子;其中，在船舶行進過程中，所述通電轉(zhuǎn)換開關連通所述第二轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第二轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第一轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)式推進器旋轉(zhuǎn)，推動船體行進;在船舶停船作業(yè)期間，所述通電轉(zhuǎn)換開關連通所述第一轉(zhuǎn)定子的供電回路，使第一轉(zhuǎn)定子作為定子產(chǎn)生磁場，第二轉(zhuǎn)定子作為轉(zhuǎn)子在電磁感應的作用下旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動所述圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，抑制船體搖晃； 旋轉(zhuǎn)裝置，其用于改變所述圓柱形轉(zhuǎn)體的方向；其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置在船舶行進過程中控制所述圓柱形轉(zhuǎn)體的長度方向與所述船體的長度方向一致;在船舶停船作業(yè)期間控制所述圓柱形轉(zhuǎn)體的長度方向與所述船體的長度方向垂直。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進與減搖裝置，其特征在于，還包括: 第一鎖緊裝置，其用于在船舶停船作業(yè)期間鎖緊所述的第一轉(zhuǎn)定子； 第二鎖緊裝置，其用于在船舶行進過程中鎖緊所述的第二轉(zhuǎn)定子。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的推進與減搖裝置，其特征在于，所述第一鎖緊裝置安裝在所述轉(zhuǎn)軸上，通過限制所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以鎖緊所述的第一轉(zhuǎn)定子。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的推進與減搖裝置，其特征在于，所述圓柱形轉(zhuǎn)體為空心圓柱體，所述第一轉(zhuǎn)定子和第一鎖緊裝置位于所述圓柱形轉(zhuǎn)體的內(nèi)腔中，所述第二轉(zhuǎn)定子安裝在所述圓柱形轉(zhuǎn)體的內(nèi)壁上，且環(huán)繞所述的第一轉(zhuǎn)定子;所述第二鎖緊裝置安裝在所述圓柱形轉(zhuǎn)體上，通過限制所述圓柱形轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動，以鎖緊所述的第二轉(zhuǎn)定子。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的推進與減搖裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸的一段伸入到所述圓柱形轉(zhuǎn)體的內(nèi)腔中，且端部安裝在一軸座的軸套中，所述軸座安裝在所述圓柱形轉(zhuǎn)體的其中一個圓形端面上;所述轉(zhuǎn)軸的另一段從所述圓柱形轉(zhuǎn)體的另外一個圓形端面處伸出，并安裝所述的旋轉(zhuǎn)式推進器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的推進與減搖裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括: 托輥架，其位于所述圓柱形轉(zhuǎn)體的底部，用于承載所述的圓柱形轉(zhuǎn)體； 齒圈，其安裝在船體內(nèi)，且連接所述的托輥架； 驅(qū)動輪，其與所述齒圈嚙合傳動； 驅(qū)動電機，其通過驅(qū)動軸連接所述的驅(qū)動輪，通過驅(qū)動所述驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，以控制所述齒圈轉(zhuǎn)動，進而帶動托輥架轉(zhuǎn)動，以改變所述圓柱形轉(zhuǎn)體的方向。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的推進與減搖裝置，其特征在于，還包括: 控制裝置，其安裝在船舶的控制室，接收船舶行進或停泊的操作信號，進而生成相應的控制信號，控制所述第一鎖緊裝置、第二鎖緊裝置、通電轉(zhuǎn)換開關以及所述的驅(qū)動電機執(zhí)行相應的動作。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的推進與減搖裝置，其特征在于，所述推進與減搖裝置至少包括兩套，對稱設置在船體底部的左右兩側(cè)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的推進與減搖裝置，其特征在于，還包括: 檢測裝置，其用于檢測船體的晃動方向；當船體的左舷下降、右舷上升時，控制位于船體底部左側(cè)的圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，以在船體左側(cè)產(chǎn)生向上的升力；當船體的左舷上升、右舷下降時，控制位于船體底部右側(cè)的圓柱形轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，以在船體右側(cè)產(chǎn)生向上的升力。10.—種船舶，其特征在于，在所述船舶的底部設置有如權(quán)利要求1至9中任一項所述的船用的推進與減搖裝置。
【文檔編號】B63B39/00GK205469741SQ201620282632
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】李金華, 王儐, 王桂云, 劉英和, 楊豐利
【申請人】山東省科學院海洋儀器儀表研究所