[發明專利]基于二維矢量推進器和移動重物的組合式船舶減搖裝置

有效

• 申請號: 201810203880.0
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108313232B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 王凌云;張帥;肖晶晶;孫道恒
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B63B39/02
• 分類號: B63B39/02;B63H5/08
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

基于二維矢量推進器和移動重物的組合式船舶減搖裝置，涉及船舶減搖裝置。橫搖螺旋槳通過螺旋槳擺桿與直流動力電機聯軸器連接，直流動力電機聯軸器通過動力電機支架與動力電機連接，動力電機支架與搖擺電機通過直流動力電機聯軸器連接，動力電機支架安裝在直流電機托臺上，后置動力螺旋槳支架與船舶用于前后移動的螺旋槳連接，導軌重物安裝在導軌上，導軌安裝在型材平臺上，導軌左右兩側安裝有直流電機托臺，搖擺電機后部兩側安裝有用于船體前后移動的船舶用于前后移動的螺旋槳，型材平臺與兩側的直流電機托臺緊鄰安裝，搖擺電機聯軸器與搖擺電機相連，搖擺電機設在搖擺電機托臺上，船體與型材板的連接件設在型材平臺上。

技術領域

本發明涉及船舶減搖裝置，尤其是涉及基于二維矢量推進器和移動重物的組合式船舶減搖裝置。

背景技術

船舶在海浪中航行，由于受到風、浪、海流等因素的影響，將產生6個自由度的運動：橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩和垂蕩。對這些運動的控制不當，會引起姿態失穩，危及船舶航行安全([1]Perez T,Blanke M.Ship roll damping control[J].Annual Reviews inControl，2012，36(1):129-147)。船舶在河海中航行時的搖晃以橫搖為主，為了減少船舶的搖晃，一般船體上都會被改造裝上一些減搖裝置。在一些游艇為主的奢侈品中，舒適性成為衡量游艇優劣的非常重要的指標。

減搖鰭是目前效果比較好、應用范圍廣、裝船量高的一種減搖方式，但是，減搖鰭只是在高速下減搖效果明顯，在低速以及零航速下減搖效果很不明顯。

減搖水倉應用范圍也比較廣，減搖水倉利用船內反向力矩的作用，減搖效果也非常好，但是減搖水倉對船體的改動較大一般占到全船約1％～4％的排水量，不適合小型機動性能高的船只。

減搖陀螺是利用動力陀螺的物理特性，在將其進動軸沿船體橫向布置時，通過旋轉飛輪的角動量與飛輪進動振蕩的組合產生穩定轉矩，以抵抗橫搖運動。近年來，隨著材料、電氣驅動、數字控制等技術的進步，在游艇行業的發展及零航速減搖需求的推動下，陀螺穩定器又出現了進一步發展。如，最新驅動和軸承技術能夠使旋轉輪在尺寸縮小的同時增加其角速度；此外，數字控制系統可實現狀態監測及動態特性自適應進動控制，以滿足不同航行環境條件下的減搖控制要求([2]Steinmann P,Perez T.Gyro-stabilised high-speed trimarans[C]//RINA Iinternational Conference on Innovation in High-speed Marine Vessels,Fremantle,Australia.January，2009)。雖然減搖陀螺的減搖效果比較好，但是技術難度較高、造價較貴。

利用重物在轉動系統中沿徑向方向運動時的科氏效應，日本橫濱國立大學的Hirakawa等([3]Hirakawa Y,Hirayama T,Kakizoe K,et al.Sea trial of prototypeVertical Weight Stabilizer(VWS)anti-rolling system for small ships[J].Journalof Marine ScienceTechnology,2014,19(3):292-301)提出了一種垂直重力穩定器系統，并在船模實驗中證實了其有效性，然而缺乏合適的致動器，該系統實際應用較為困難。

所以，現在需要一種全航速下減搖效果比較好、對船體改動較小以及造價低廉的減搖裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠大幅度解決游艇橫搖搖晃的作用，在各種航速下減搖效果都比較好、對船體改動較小以及造價低廉的基于二維矢量推進器和移動重物的組合式船舶減搖裝置。