一種蚌式舭龍骨的控制方法技術

本發明專利技術涉及一種舭龍骨控制方法，所針對的蚌式舭龍骨的主體結構包括固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(1)兩部分，轉動蚌殼結構(1)通過轉軸系統與固定蚌殼結構(2)連接，其控制方法為：在船舶航行時，監測船舶橫搖角度、角速度和角加速度，并獲取船舶吃水信息，校核船舶穩性變化，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數中的任何一個指標在設定時間內持續超出相應的安全閾值上限，則利用電機驅動轉軸系統展開舭龍骨的轉動蚌殼結構，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數在設定時間內均持續低于相應的安全閾值下限，則利用電機驅動轉軸系統折疊舭龍骨的轉動蚌殼結構。本發明專利技術可智能地操控舭龍骨開合。

【技術實現步驟摘要】
一種蚌式舭龍骨的控制方法
本專利技術涉及一種減小橫搖的船用設備，具體涉及一種用于船舶抗沉減搖防傾覆的舭龍骨。
技術介紹
船舶的搖蕩運動是一種有害的船舶運動，它對船員、船體結構、機械設備等帶來不利的影響。船舶搖蕩運動包括橫搖、縱搖、艏搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩六種形式，其中橫搖對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，可在船舶上加設減搖裝置。根據構成穩定力矩的力的本質分類，可將減搖裝置分為重力作用式、流體動力作用式、回轉力作用式三類；按照控制形式又可分為被動式和主動式兩類。目前，船舶常用的減搖裝置有：舭龍骨、減搖鰭、減搖水艙、回轉儀減搖裝置、舵減搖裝置等。其中，舭龍骨因其結構簡單、造價低、維護方便、效能較好而得到廣泛應用，幾乎每艘船舶都裝有舭龍骨。一般來說，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式水動力船舶減搖裝置。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。舭龍骨減搖的原理為利用其裝在船體舭部外殼上來產生對船舶橫搖的附加水阻力，以減少船舶橫搖。已有的技術改進往往注重對不同船舶系數的船進行尺度上的經驗優化，且致力于簡單直線型的端部改進和斷面優化，如：對于方形系數大的船舶，采用長而窄的舭龍骨，同時，為了避免舭龍骨參與總縱彎曲，設置為分段式結構；對于方形系數小的船舶，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度。舭龍骨的優點為：橫搖角度越大、越劇烈，其減搖效果越好；航行時減搖效果比停泊時更好；對船舶航行阻力小，橫搖阻力較大；減搖效果好，結構簡單，費用低廉，應用廣泛。然而，現有的舭龍骨結構形式存在以下缺陷和不足：易遭損壞；對船舶產生一定的航行阻力；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，對于確定的舭龍骨，由于舭龍骨形狀尺寸的固定，不能針對海況的變化及橫搖角度和加速度的緩急進行動態調整，極大地影響其使用范圍。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種在不明顯影響船舶快速性的情況下可以增強橫搖穩定性的舭龍骨。本專利技術的舭龍骨，展開狀態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，增強橫搖穩定性；折疊狀態的舭龍骨整體外形光順，不會過多增加船舶航行阻力，從而不會明顯影響船舶快速性。本專利技術的技術方案如下：一種蚌式舭龍骨控制方法，所針對的蚌式舭龍骨的主體結構包括固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(1)兩部分，兩部分合體后呈扁平形，首尾兩端為流線型，固定蚌殼結構(2)固定連接于舭列板(3)，所述的轉動蚌殼結構(1)通過轉軸系統與固定蚌殼結構(2)連接，轉軸系統用于轉動蚌殼結構(1)的開合；控制方法為：為橫搖角度、角速度、角加速度三個參數分別設定安全閾值上限和安全閾值下限，在船舶航行時，監測船舶橫搖角度、角速度和角加速度，并獲取船舶吃水信息，校核船舶穩性變化，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數中的任何一個指標在設定時間內持續超出相應的安全閾值上限，則判斷船舶橫搖運動較大，利用電機驅動轉軸系統展開舭龍骨的轉動蚌殼結構，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數在設定時間內均持續低于相應的安全閾值下限，則判斷船舶橫搖很小，利用電機驅動轉軸系統折疊舭龍骨的轉動蚌殼結構。作為優選實施方式，轉軸系統包括至少一套傳送機構、傳送軸(9)及輸出軸(10)，傳動軸(9)置于固定蚌殼結構(2)內遠離舭列板(3)的一側，由固定在固定蚌殼結構(2)上的軸承支撐；輸出軸(10)與傳動軸(9)靠近并平行，置于轉動蚌殼結構(1)內，由固定在轉動蚌殼結構(2)上的軸承支撐；各套傳送機構設置在不同部位，傳送機構包括輸入軸(8)、錐齒輪(11)和直齒輪(13)，輸入軸(8)橫向布置在固定蚌殼結構(2)的腔內，一端穿過舭列板(3)，連接到船體內部的電機；另一端通過錐齒輪(11)驅動與之垂直的傳動軸(9)；傳動軸(9)通過直齒輪(13)嚙合驅動輸出軸(10)轉動；在固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(1)的腔內設置有加強板(14)。在加強板(14)上開設有減輕孔(15)。在每套傳送機構外均密封連接有傳動箱，傳動箱固定在固定蚌殼結構(2)內。采用本專利技術的有益效果是：1.本專利技術的控制方法所針對的可開合的舭龍骨結構形式，使得船舶能夠實現靈活應對不同航行條件和要求。面對大風浪的情況或者對穩性要求較高時，可以展開舭龍骨，增大阻尼、減小橫搖，增強穩性；面對小風浪的情況或限制航道內可折疊舭龍骨，防止觸底、碰撞等，而且折疊狀態的舭龍骨外形光順不會影響船舶的快速性。2.集成船舶運動實時監測設備的控制系統，可以準確掌握船舶具體航行狀態，據此科學決策，便捷且智能地操控舭龍骨開合。2.舭龍骨主體結構上下對稱，前后對稱，除去首尾兩端，中間部分橫截面形狀相同。建造時可以使用同一套模具，批量模塊化生產。3.轉軸傳動系統結構簡單可靠，且充分利用了舭龍骨封閉結構的內部空間。附圖說明圖1為適用本專利技術的控制方法的內張型可開合蚌式舭龍骨總體結構圖；圖2為適用本專利技術的控制方法的內張型可開合蚌式舭龍骨完全折疊狀態圖；圖3為適用本專利技術的控制方法的內張型可開合蚌式舭龍骨完全展開狀態圖圖4為適用本專利技術的控制方法的內張型可開合蚌式舭龍骨轉軸系統的結構圖；圖5為適用本專利技術的控制方法的內張型可開合蚌式舭龍骨在前傳動箱位置的局部結構圖；圖6為本專利技術的蚌式舭龍骨控制流程示意圖；1.轉動蚌殼結構2.固定蚌殼結構3.舭列板4.覆板5.后傳動箱6.中傳動箱7.前傳動箱8.輸入軸9.傳動軸10.輸出軸11.錐齒輪12.軸承13.直齒輪14.加強板15.減輕孔具體實施方式下面將結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。此處所描述的具體實施例方式僅用于解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術的保護范圍。本專利技術的控制方法適用裝置為一種內張型可開合蚌式舭龍骨，主要用于各類船舶，用于在多種復雜狀態下抑制橫搖。如圖1至圖5所示，此種內張型可開合蚌式舭龍骨，主體結構由固定蚌殼結構2和轉動蚌殼結構1兩部分組成，所述的固定蚌殼結構2和轉動蚌殼結構1為互相對稱的扁平型封閉結構。首尾兩端為流線型，保持舭龍骨縱向的流線光順。上下首尾共4個端部完全相同，可以批量建造。除去首尾兩端，中間部分橫截面形狀相同，建造時可以使用同一套模具分段建造。因此蚌式舭龍骨主體部分可以實現模塊化批量生產，降低建造成本。固定蚌殼結構2固定連接于舭列板3，且垂直于舭列板3，連接處焊接覆板；所述的轉動蚌殼結構1位于上方，通過轉軸系統與固定蚌殼結構2連接。在固定蚌殼結構2和轉動蚌殼結構1的封閉結構內設置加強板14，用以增強結構強度，在加強版上設置減輕孔15，由于舭龍骨中間部分橫截面相同，故加強板形狀完全相同，可以批量建造。轉軸系統由輸入軸8、傳動軸9、輸出軸10組成。輸入軸8橫向布置在固定蚌殼結構2的腔內，一端穿過舭列板3，連接到船體內部的發動機；另一端通過錐齒輪11驅動與之垂直的傳動軸9；傳動軸9位于固定蚌殼結構2內遠離船體一側，縱向布置；輸出軸10緊靠傳動軸9，與傳動軸9平行，在兩端和中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蚌式舭龍骨控制方法，所針對的蚌式舭龍骨的主體結構包括固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(1)兩部分，兩部分合體后呈扁平形，首尾兩端為流線型，固定蚌殼結構(2)固定連接于舭列板(3)，所述的轉動蚌殼結構(1)通過轉軸系統與固定蚌殼結構(2)連接，轉軸系統用于轉動蚌殼結構(1)的開合；控制方法為：為橫搖角度、角速度、角加速度三個參數分別設定安全閾值上限和安全閾值下限，在船舶航行時，監測船舶橫搖角度、角速度和角加速度，并獲取船舶吃水信息，校核船舶穩性變化，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數中的任何一個指標在設定時間內持續超出相應的安全閾值上限，則判斷船舶橫搖運動較大，利用電機驅動轉軸系統展開舭龍骨的轉動蚌殼結構，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數在設定時間內均持續低于相應的安全閾值下限，則判斷船舶橫搖很小，利用電機驅動轉軸系統折疊舭龍骨的轉動蚌殼結構。

【技術特征摘要】
1.一種蚌式舭龍骨控制方法，所針對的蚌式舭龍骨的主體結構包括固定蚌殼結構(2)和轉動蚌殼結構(1)兩部分，兩部分合體后呈扁平形，首尾兩端為流線型，固定蚌殼結構(2)固定連接于舭列板(3)，所述的轉動蚌殼結構(1)通過轉軸系統與固定蚌殼結構(2)連接，轉軸系統用于轉動蚌殼結構(1)的開合；控制方法為：為橫搖角度、角速度、角加速度三個參數分別設定安全閾值上限和安全閾值下限，在船舶航行時，監測船舶橫搖角度、角速度和角加速度，并獲取船舶吃水信息，校核船舶穩性變化，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數中的任何一個指標在設定時間內持續超出相應的安全閾值上限，則判斷船舶橫搖運動較大，利用電機驅動轉軸系統展開舭龍骨的轉動蚌殼結構，如果橫搖角度、角速度、角加速度三個參數在設定時間內均持續低于相應的安全閾值下限，則判斷船舶橫搖很小，利用電機驅動轉軸系統折疊舭龍骨的轉動蚌殼結構，所述控制系統由船舶運動實時監測設備、數據采集分析顯示系統、電動機控制系統組成；在船側設置的液位測量儀，用以實時監測船舶兩舷的吃水；在船舶重心軸線位置附近設置動態參數測量儀，實時監測船舶的橫搖速...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜尊峰，朱海明，于鑫平，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津;12