[實(shí)用新型]高速船舶艉部截流器裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720100877.7
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN206537463U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王敏;鄭建;程媛;邵昱
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衡拓船舶設(shè)備有限公司
• 主分類號: B63B39/06
• 分類號: B63B39/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根,王晶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種控制裝置，特別涉及一種適用于高速船舶的艉部截流器裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著交通工具的高速化，出現(xiàn)了一系列的新型高速船型包括高速單體快艇、穿浪雙體高速船等。高速船舶的局限性為其在低速轉(zhuǎn)向高速航行時，船體吃水逐漸減少，容易受到風(fēng)、浪、流等外部干擾的影響，從而引起船體較大幅度的搖蕩，尤其體現(xiàn)在縱向運(yùn)動上。

為提高高速船舶的適航性和船員的舒適度，研究通過改進(jìn)船舶線型來改善其耐波性收效甚微，而通過加裝附體來減小船舶的搖蕩取得的效果較為顯著。目前應(yīng)用于船舶姿態(tài)控制的減搖鰭、減搖水艙和減搖陀螺等主要用于減小船舶的橫搖運(yùn)動，且裝置重量、占艙空間、動態(tài)響應(yīng)時間等局限性使其無法在高速船舶具有良好的應(yīng)用。當(dāng)前高速船舶的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，船舶行業(yè)對適航性概念不斷重視，也對高速船舶運(yùn)動姿態(tài)控制裝置提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決船舶高速航行時橫向和縱向運(yùn)動控制及轉(zhuǎn)向時失速等技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種適裝于高速船舶的截流器裝置，采用電動伺服驅(qū)動裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)截流板運(yùn)動，從而改變船體表面的壓力分布，產(chǎn)生升力，對船形成與擾動力矩相抗衡的穩(wěn)定力矩，達(dá)到控制船舶運(yùn)動姿態(tài)的效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種高速船舶艉部截流器裝置，包括駕駛室顯示控制單元、中央控制單元、驅(qū)動供電箱、伺服驅(qū)動單元組、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組，駕駛室顯示控制單元接收操作人員的控制指令信號，中央控制單元采集船舶橫搖、縱搖和垂蕩三自由度姿態(tài)信號以及航速信號、舵令信號，經(jīng)核心控制模塊解算輸出控制指令信號，并通過CAN總線將控制指令信號發(fā)送至各伺服驅(qū)動單元組，驅(qū)動各執(zhí)行機(jī)構(gòu)組帶動截流板運(yùn)動，所述各伺服驅(qū)動單元組接收截流板的狀態(tài)反饋信號，將接收到的狀態(tài)反饋信號傳送到中央控制單元進(jìn)行處理，并通過駕駛室顯示控制單元的人機(jī)交互界面進(jìn)行行程狀態(tài)指示和報(bào)警顯示。

所述中央控制單元內(nèi)部通過RS232接收船舶姿態(tài)測量傳感器信號，外部分別通過RS485接收GPS信號或通過DI接收計(jì)程儀信號，通過AI接收操舵信號，通過LAN與駕駛室控制顯示單元網(wǎng)口通信。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的高速船舶艉部截流器裝置及控制方法，能實(shí)現(xiàn)對高速船舶的縱傾及橫傾調(diào)節(jié)、實(shí)時運(yùn)動姿態(tài)控制、協(xié)同轉(zhuǎn)向控制及輔助操舵控制，裝置可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、安裝便捷，對高速船舶的運(yùn)動姿態(tài)控制效果明顯，有效提高了高速船舶的適航性能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的高速船舶艉部截流器裝置工作原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的高速船舶艉部截流器裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本實(shí)用新型的艉部截流器在高速單體船艉部安裝示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的艉部截流器在穿浪雙體高速船艉部安裝示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的高速船舶艉部截流器裝置控制裝置原理框圖；

圖6為本實(shí)用新型的高速船舶艉部截流器裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型的高速船舶艉部截流器裝置控制功能模塊圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，截流器執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在高速船舶艉部，它能改變船體周圍流場和船體受力。在截流器周圍，特別是截流器的前方，流體的速度和壓力較不帶截流器的情況下會有很大的改變。盡管截流器也在船體上產(chǎn)生了阻力，但只要高度行程選取合適，這個阻力的作用可以忽略。截流板的運(yùn)動改變了船體表面的壓力分布，在船體上產(chǎn)生縱傾力矩，減小縱傾角。截流板在垂直方向運(yùn)動，從而改變船體表面的壓力分布，產(chǎn)生升力，對船形成與擾動力矩相抗衡的穩(wěn)定力矩。截流板在水平方向運(yùn)動，可產(chǎn)生輔助船舶轉(zhuǎn)舵的力矩。

如圖2所示高速船舶艉部截流器裝置結(jié)構(gòu)框圖，其組成有駕駛室顯示控制單元、中央控制單元、驅(qū)動供電箱、伺服驅(qū)動單元組、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組（含截流板，分為左側(cè)水平安裝組、右側(cè)水平安裝組、左側(cè)垂直安裝組、右側(cè)垂直安裝組）。高速船舶在波浪力矩的作用下發(fā)生搖蕩，尤其體現(xiàn)在縱向運(yùn)動上，中央控制單元通過對船舶姿態(tài)、航速和操舵指令等信號的解算，輸出各組執(zhí)行機(jī)構(gòu)截流板行程控制指令，繼而各截流板根據(jù)信號進(jìn)行垂向和水平動作，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動姿態(tài)控制和輔助轉(zhuǎn)舵功能。艉部截流器裝置可分別適用于高速單體船和穿浪雙體高速船，裝置在這兩種船型艉部的安裝示意圖分別如圖3和圖4所示。