[發(fā)明專(zhuān)利]一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)以及航行控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810034634.3
• 申請(qǐng)日: 2008-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101342937A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚建新;薛圻蒙;高迪駒;王建華;張松勇;漸開(kāi)旺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B63H5/125
• 分類(lèi)號(hào): B63H5/125;B63H21/00;H02P5/00;G05B19/418
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 任蓮瑤

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)以及與其配套使用的一種航行控制方法，特別涉及一種可回轉(zhuǎn)雙槳電力推進(jìn)的船舶推進(jìn)裝置以及與其配套使用的航行操縱方法。?

背景技術(shù)：

船舶推進(jìn)系統(tǒng)是船舶在水上航行的主動(dòng)力。長(zhǎng)期以來(lái)，船舶推進(jìn)系統(tǒng)主要分為兩種：螺旋漿式和噴射式。螺旋漿式推進(jìn)系統(tǒng)一般由機(jī)械動(dòng)力(內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)等)通過(guò)固定艉軸帶動(dòng)螺旋漿，螺旋漿轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的推進(jìn)力作用于船舶，使船舶實(shí)現(xiàn)航行運(yùn)動(dòng)。噴射式推進(jìn)系統(tǒng)通過(guò)吸水裝置在船前端吸入大量的水，將水加壓后從船的后端噴出，由此而產(chǎn)生作用于船舶的推進(jìn)力。這二種推進(jìn)系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)一直在使用，但前者功率大、造價(jià)低，更適宜于普通商船。人們對(duì)船舶推進(jìn)系統(tǒng)所做的改進(jìn)都是在螺旋漿式和噴射式推進(jìn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做出的，努力使它們的推進(jìn)效率和推進(jìn)控制得到提高。?

但無(wú)論是艉軸螺旋漿式還是噴射式推進(jìn)系統(tǒng)，都須安裝舵機(jī)及其操舵系統(tǒng)以滿足船舶的操縱性要求。一些船舶，如大型戰(zhàn)艦、海洋工程船、科學(xué)考察船、大型郵輪等，還需具備相當(dāng)大的側(cè)推力，以充分滿足其易于船舶航行操縱的特性。通常的做法是在船舶的船艏或船艉使用大型導(dǎo)流側(cè)推器(tunnel?thruster)；有的大型船舶也使用側(cè)推電動(dòng)機(jī)組，以提供較好的操縱性。但是考慮到可靠性，有些船主認(rèn)為使用側(cè)推電動(dòng)機(jī)組并不是一個(gè)很好的辦法；至于導(dǎo)流側(cè)推器，在空間上存在一些問(wèn)題，比如，很難在船艉安裝足夠大的導(dǎo)流側(cè)推器。?

為了提高船舶操縱性能，人們提出了一種吊艙式全回轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)動(dòng)力(電動(dòng)機(jī))在水下吊艙內(nèi)直接帶動(dòng)全回轉(zhuǎn)螺旋槳。這省去了常規(guī)舵機(jī)及其操舵系統(tǒng)，控制螺旋槳轉(zhuǎn)速產(chǎn)生推力，控制螺旋槳水平回轉(zhuǎn)角產(chǎn)生舵效。但是吊艙式全回轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴，至今難以在普通商船上推廣應(yīng)用。因而，尋找一種技術(shù)上易實(shí)現(xiàn)、操縱性好、造價(jià)低廉、可靠性高?的新型船舶推進(jìn)系統(tǒng)，一直是人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有船舶推進(jìn)系統(tǒng)所存在的不足，而提供一種舵槳合一，能夠?qū)崿F(xiàn)船舶推進(jìn)與航向操縱控制智能化的船舶推進(jìn)系統(tǒng)以及航行控制方法。?

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由船舶電力推進(jìn)動(dòng)力裝置和電力推進(jìn)控制裝置組成；所述船舶電力推進(jìn)動(dòng)力裝置由兩套呈左、右對(duì)稱(chēng)安裝在船艉的推進(jìn)電動(dòng)機(jī)和左、右回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及液壓系統(tǒng)組成，所述兩套推進(jìn)電動(dòng)機(jī)分別安裝在左、右回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；所述電力推進(jìn)控制裝置由推進(jìn)控制器、回轉(zhuǎn)控制器以及駕駛操縱臺(tái)組成；所述推進(jìn)控制器通過(guò)左、右變頻器連接并分別控制兩套推進(jìn)電動(dòng)機(jī)；所述回轉(zhuǎn)控制器通過(guò)液壓系統(tǒng)連接并控制回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述駕駛操縱臺(tái)控制推進(jìn)控制器和回轉(zhuǎn)控制器。?

所述推進(jìn)電動(dòng)機(jī)是變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。?

所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用全回轉(zhuǎn)螺旋槳式的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。?

所述液壓系統(tǒng)包括一液壓系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角設(shè)定端口。?

在所述左、右推進(jìn)電動(dòng)機(jī)上設(shè)置有轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器和溫度傳感器。?

在所述左、右回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有回轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器和回轉(zhuǎn)角限位開(kāi)關(guān)。?

所述推進(jìn)控制器為嵌入式控制器，采用可剪裁的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；所述推進(jìn)控制器的主板上設(shè)有輸入/輸出模塊和通信控制模塊；所述輸入/輸出模塊上的兩個(gè)模擬量輸出端口分別連接左、右變頻器的轉(zhuǎn)速值設(shè)定端口，用于設(shè)置于推進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出軸上的螺旋槳轉(zhuǎn)速控制；兩個(gè)模擬量輸入端口分別連接左、右推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器，獲取推進(jìn)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值；另外兩個(gè)模擬量輸入端口分別連接左右推進(jìn)電機(jī)的溫度檢測(cè)傳感器獲取推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的溫升值；所述通信控制模塊上CAN總線通信接口通過(guò)CAN總線與推進(jìn)控制器、回轉(zhuǎn)控制器和駕駛操縱臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；RS-232/485調(diào)試端口連接編程調(diào)試工具。?

所述回轉(zhuǎn)控制器為嵌入式控制器，采用可剪裁的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；所述回轉(zhuǎn)控制器的主板上設(shè)有輸入/輸出模塊和通信控制模塊；所述輸入/輸出模塊上的兩個(gè)模擬量輸出端口分別連接液壓系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角設(shè)定端口，用于控制推進(jìn)電動(dòng)機(jī)上的螺旋槳回轉(zhuǎn)角控制；兩個(gè)模擬量輸入端口分別連接左、右回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回?轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器，分別獲取左、右回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的實(shí)際回轉(zhuǎn)角；兩個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入端口分別連接左、右回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)角限位開(kāi)關(guān)，獲取回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)角限位信號(hào)；所述通信控制模塊上CAN總線通信接口通過(guò)CAN總線與推進(jìn)控制器、回轉(zhuǎn)控制器和駕駛操縱臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；RS-232/485調(diào)試端口連接編程調(diào)試工具。?