一种高效船舶操舵方法技术

一种高效船舶操舵方法，其先在起动器与电源之间设置变频器，再根据预定的转舵机构的转舵速度的要求，经变频器调整电源流向起动器的输出频率，以调整电机的转速，然后由电机调整液压泵的转速，再由液压泵调整转舵机构的转舵速度，以实现预定的转舵机构的转舵速度，然后由转舵机构调整舵叶的方向，以对船舶的航行方向进行调整；所述变频器所调整的输出频率与转舵机构的转舵速度相对应，转舵机构的转舵速度以航速为参照对象，航速分为依次减小的高、中、低三档，高、中、低三档所对应的转舵速度却依次增加。本设计不仅低航速下转舵效率高，而且应用范围较广，尤其适合于狭窄水域、限速航道。

【技术实现步骤摘要】
一种高效船舶操舵方法
本专利技术涉及一种船舵操作方法，尤其涉及一种高效船舶操舵方法，具体适用于在低航速下，提高转舵效率。
技术介绍
船舶舵机(转舵机构)是用来保持或改变船舶航行方向的关键设备。船舶舵机是通过控制船尾的舵叶的方向的改变来实现船舶航行方向的改变。当舵叶转动时，舵叶与船舶的航行方向存在一定的夹角，此时水流作用在舵叶上的力可以分解为一个垂直于船体的作用力与一个平行于船体的作用力，其中，垂直于船体的作用力使船体绕重心旋转，以形成转船力矩，从而达到改变航向的目的，而平行于船体的作用力则对船舶的航行具有一定的阻碍作用，所以，在操舵的过程中，船舶会存在一定的减速过程。现有技术中，一般的舵机的转舵速度是“当船舶在结构吃水最大服务航速下操舵，从一舷35°至另一舷30°操舵时间，一套泵组工作时，不大于28秒”而在实际的产品设计中，绝大多数厂家生产的船舶舵机产品的转舵速度为65°/25s左右，并且，速度基本恒定，不会随外部环境的变化而改变。但是在实际的航行过程中，船舶的航速除了在宽阔水域进行的经济航速航行之外，还存在很多低于经济航速的航行，如在狭窄水域或限速航道，如长江江苏段，对船舶的航速有明确的规定：“在一类水域，逆航不得超过8节，顺流航速不得超过11节，在二类水域，逆航不得超过9节，顺流航速不得超过12节，在其它水域，每年5月1日至10月31日，逆航不得超过12节，顺流航速不得超过15节，其它月份逆航不得超过12节，顺流航速不得超过13节”。当船舶低于经济航速航行时，由于其上舵机的转舵速度依然恒定，没有变化，此时，航速越低，舵叶上产生的转船力矩就越小，相应的改变航向方向所需的时间就越长，再加之上文提到的转动舵角原本就会带来减速效果，导致航速进一步下降，转船力矩进一步减小，降低了转舵效率，严重影响船舶的操作性能，还增加转舵的能耗。申请公布号为CN105947165A，申请公布日为2016年9月21日的专利技术专利申请公开了一种船舶舵机系统及船舶舵机系统的操舵控制方法，该设计包括控制器、电机驱动器、伺服电机、与所述伺服电机的输出轴同轴设置的制动器、减速器、齿轮传动机构、舵叶、舵叶位置编码器，采用舵叶位置编码器实时检测舵叶的舵角及舵速，并采用控制器及电机驱动器进行精确控制，采用伺服电机通过减速器及齿轮传动机构提供动力，此外制动器可以实现快速有效的制动。虽然该设计通过采用全电力驱动方式代替传统的电液伺服驱动方式，以提高船舶舵机系统的精度，但其仍旧存在以下缺陷：该设计所公开的只是一种依赖舵叶位置编码器所反馈的舵叶的舵角、舵速，以对转舵机构进行驱动的反馈式转舵方法，其目的只是为了确保舵叶转动角度的精确，并不涉及转舵速度的快慢，更不涉及不同航速下转舵速度的效率，依然难以满足现有技术中存在的低航速下转舵效率低的缺陷。公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的低航速下转舵效率低的缺陷与问题，提供一种低航速下转舵效率高的高效船舶操舵方法。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种高效船舶操舵方法，所述船舶操舵方法包括以下步骤：先在起动器与电源之间设置变频器，再根据预定的转舵机构的转舵速度的要求，经变频器调整电源流向起动器的输出频率，以调整电机的转速，然后由电机调整液压泵的转速，再由液压泵调整转舵机构的转舵速度，以实现预定的转舵机构的转舵速度，然后由转舵机构调整舵叶的方向，以对船舶的航行方向进行调整；所述变频器所调整的输出频率与转舵机构的转舵速度一一对应，所述转舵机构的转舵速度以航速为参照对象，所述航速分为高、中、低三档，高、中、低三档所对应的航速依次减小，高、中、低三档所对应的转舵机构的转舵速度依次增加，其中，中、低两档所对应的转舵速度大于65°/25s。所述高、中、低三档所对应的转舵速度分别为65°/28s、65°/20s、65°/14s。所述高、中、低三档所对应的航速分别为：11节以上为高档，11―7节为中档，7节以下为低档。所述起动器内设置有PLC，所述PLC的输入端与航速信号进行信号连接，所述PLC的输入端与变频器进行信号连接，以根据PLC接收的航速信号对变频器进行控制，从而调整电源流向起动器的输出频率。所述液压泵经控制阀组调整转舵机构的转舵速度。所述转舵机构的输出端分别与舵角反馈器、舵角发讯器进行信号连接，舵角发讯器的输出端与舵角指示器进行信号连接，舵角反馈器的输出端与自动舵内的自动舵控制箱的输入端进行信号连接。所述自动舵控制箱的输入端与起动器进行信号连接，自动舵控制箱的输出端与转舵机构进行信号连接。所述自动舵控制箱的输出端经控制阀组与转舵机构进行信号连接。所述起动器与驾驶室报警板、集控室报警板的输入端进行信号连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种高效船舶操舵方法中，在电源、起动器之间设置有变频器，以控制流向起动器的电源频率，从而调整电机的转速，进而调整液压泵的转速，最终经液压泵调整转舵机构的转舵速度，使得转舵速度不再恒定不变，而是可以根据航速的不同进行对应的变化，以提高转舵的效率，故特设三档航速对应三档转舵速度，其中，中、低两档所对应的转舵速度大于常规设定的转舵速度——65°/25s，以在低航速下取得更佳的转舵效果。因此，本专利技术低航速下转舵效率高。2、本专利技术一种高效船舶操舵方法中，高、中、低三档所对应的转舵速度分别为65°/28s、65°/20s、65°/14s，此外，高、中、低三档所对应的航速分别为11节以上为高档，11―7节为中档，7节以下为低档，应用时，65°/28s对应的航速为11节以上，65°/20s对应的航速为11―7节，65°/14s对应的航速为7节以下，由此可见，航速越低，转舵速度越快，不仅避免了现有转舵速度恒定不变的缺陷，而且正视低航速下航速越低，舵叶上产生的转船力矩就越小的缺陷，特意提高了转舵速度，以提高舵机输出扭矩，从而增强转舵效率，提高船舶在低航速下的操舵效果，尤其在狭窄航道、限速航道效果更佳。因此，本专利技术不仅能够在低航速下提高转舵效率，而且更适应于狭窄航道、限速航道，利于扩大本设计的应用范围。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：电源1、变频器2、起动器3、电机4、液压泵5、控制阀组6、转舵机构7、舵角反馈器71、舵角发讯器72、舵角指示器73、自动舵8、自动舵控制箱81、驾驶室报警板9、集控室报警板10。具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1，一种高效船舶操舵方法，所述船舶操舵方法包括以下步骤：先在起动器3与电源1之间设置变频器2，再根据预定的转舵机构7的转舵速度的要求，经变频器2调整电源1流向起动器3的输出频率，以调整电机4的转速，然后由电机4调整液压泵5的转速，再由液压泵5调整转舵机构7的转舵速度，以实现预定的转舵机构7的转舵速度，然后由转舵机构7调整舵叶的方向，以对船舶的航行方向进行调整；所述变频器2所调整的输出频率与转舵机构7的转舵速度一一对应，所述转舵机构7的转舵速度以航速为参照对象，所述航速分为高、中、低三档，高、中、低三档所对应的航速依次减小，高、中、低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效船舶操舵方法，其特征在于所述船舶操舵方法包括以下步骤：先在起动器（3）与电源（1）之间设置变频器（2），再根据预定的转舵机构（7）的转舵速度的要求，经变频器（2）调整电源（1）流向起动器（3）的输出频率，以调整电机（4）的转速，然后由电机（4）调整液压泵（5）的转速，再由液压泵（5）调整转舵机构（7）的转舵速度，以实现预定的转舵机构（7）的转舵速度，然后由转舵机构（7）调整舵叶的方向，以对船舶的航行方向进行调整；所述变频器（2）所调整的输出频率与转舵机构（7）的转舵速度一一对应，所述转舵机构（7）的转舵速度以航速为参照对象，所述航速分为高、中、低三档，高、中、低三档所对应的航速依次减小，高、中、低三档所对应的转舵机构（7）的转舵速度依次增加，其中，中、低两档所对应的转舵速度大于65°/25s。

【技术特征摘要】
1.一种高效船舶操舵方法，其特征在于所述船舶操舵方法包括以下步骤：先在起动器（3）与电源（1）之间设置变频器（2），再根据预定的转舵机构（7）的转舵速度的要求，经变频器（2）调整电源（1）流向起动器（3）的输出频率，以调整电机（4）的转速，然后由电机（4）调整液压泵（5）的转速，再由液压泵（5）调整转舵机构（7）的转舵速度，以实现预定的转舵机构（7）的转舵速度，然后由转舵机构（7）调整舵叶的方向，以对船舶的航行方向进行调整；所述变频器（2）所调整的输出频率与转舵机构（7）的转舵速度一一对应，所述转舵机构（7）的转舵速度以航速为参照对象，所述航速分为高、中、低三档，高、中、低三档所对应的航速依次减小，高、中、低三档所对应的转舵机构（7）的转舵速度依次增加，其中，中、低两档所对应的转舵速度大于65°/25s。2.根据权利要求1所述的一种高效船舶操舵方法，其特征在于：所述高、中、低三档所对应的转舵速度分别为65°/28s、65°/20s、65°/14s。3.根据权利要求2所述的一种高效船舶操舵方法，其特征在于：所述高、中、低三档所对应的航速分别为：11节以上为高档，11―7节为中档，7节以下为低档。4.根据权利要求1、2或3所述的一种高效船舶操舵方法，其特征在于：所述起动器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡红斌，侯秀举，张辉，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42