一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，包括通气模块以及固定模块，所述固定模块为履带式运动机构，所述履带式运动机构的履带表面安装有磁吸附单元；本发明专利技术通过增设磁吸附单元在不破坏原有的船体结构的前提下，使通气模块吸附在船体外表面，以避免对原有船体结构的改动和影响，降低减阻装置的安装成本和周期。

A ship's aerodynamic drag reduction device based on tracked motion adsorption

The invention discloses a kind of ship ventilation and drag reduction device based on crawler movement adsorption, including a ventilation module and a fixed module. The fixed module is a crawler type movement mechanism. The crawler surface of the crawler type motion mechanism is equipped with a magnetic adsorption unit. On the premise of structure, the ventilation module is adsorbed on the surface of the ship in order to avoid the change and influence of the original hull structure and reduce the installation cost and cycle of the drag reduction device.

【技术实现步骤摘要】
一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置
本专利技术涉及船舶气泡减阻
，特别涉及一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置。
技术介绍
气泡减阻的主要技术思路是在船舶底面引入空气，通过船体和水之间形成的连续或离散的气泡，降低船体的沾湿面积，以大幅减少船舶航行的摩擦阻力。技术途径上，一般利用船体废气或外置气源，在船体前部安装通气装置，配合船舶运行航速调节气量，实现船舶的绿色、节能航行。船舶气泡减阻能够有效降低船体阻力，节省船舶推进功率，降低能耗。然而，这一设计思想在推广应用中却并不容易实现。主要原因有两个：一是通气减阻构件的可移植性低，前期非标准化设计成本较高。二是船底锈蚀和生物污染问题严重，运行周期维护和检修成本较大。目前的通气机构主要都是固定连接在船体上的，对船体具有较大的更改和破坏，或者设计具有船底通气功能的新船型,成本很高。同时,其通气机构可调节的功能很小，在应用过程中扩大了生产和使用成本，维护成本也很高。例如专利申请号201510136084.6的专利文献公开了船舶气膜减阻节能船底装置，设置在船底上或在船底开设的横向凹槽上的横向导流板装置，来实现通气。需要在船底开设凹槽，对船体实施永久性不可逆更改，加大了使用成本。又例如专利申请号201510916814.4的专利文献公开了一种船舶减阻装置，同样也需要在船底开孔固定，破坏了船体原有结构强度，对船体造成了不可逆的更改。同时，通气机构对水质要求非常高，极大地限制了工程中的应用，在实际江河和海洋环境中，存在着大量的生物，会对机构进行缠绕和堵塞。水中的各种物质也会对通气机构进行腐蚀和生锈。综上所述，现有的通气机构技术存在着两个主要问题，一个是需要对船体进行不可逆的更改，另一个是不方便维护检修，应用范围非常局限。目前的通气减阻机构主要都是固定加工在船体上的，对船体具有较大的更改和破坏，且爬壁机器人都是在船舶停航时进行工作。缺乏一种既可以不破坏船体本身构件又可以在船舶航行过程中进行工作的爬壁吸附机构。因此，专利技术一种满足以上要求的运动吸附通气减阻机构来减小通气减阻应用成本和运行周期维护检修成本是具有重要意义的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，通过将履带式运动机构和气泡减阻结构相结合的方式，以实现气泡减阻技术的可移植设计和定期检修功能。一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，包括通气模块以及固定模块，所述固定模块为履带式运动机构，所述履带式运动机构的履带表面安装有磁吸附单元。通过设置带有磁吸附单元的履带式运动机构以实现在船底地爬行，便于在船底安装、固定和拆卸通气模块，便于维护和维修。磁吸附单元可以采用电磁铁或者永磁铁，为了方便制造，优选采用永磁体，减少了保护电磁铁的密封结构，安装和使用更方便。为了使本装置能根据船体底面的弧度进行变形，优选的，所述履带式运动机构包括通过连接支架连接的多个履带子单元，所述履带子单元包括：履带支架，与相邻的连接支架铰接；主动链轮和从动链轮，安装在履带支架上；履带，装在所述主动链轮和从动链轮上。支架连接分别与两侧的履带支架铰接，从而实现相邻履带子单元相互转动，更贴合船底的弧形表面。通气模块可以直接固定在所述固定模块，也可以根据固定模块进行多种形状和安装方式的变化，优选的，所述通气模块包括对应连接每个履带子单元的多个通气减阻组件，所述通气减阻组件包括：通气减阻前板，两端分别与相邻的两块连接支架铰接且铰接点与所述履带支架的铰接点重合；通气减阻中段，设有通气腔，一侧与所述通气减阻前板密封连接；通气减阻后板，与所述通气减阻中段的另一侧密封连接，设有与所述通气腔连通的气体出口。所述通气腔用于通入气泡，气泡从气体出口排出，在船底形成减阻层。为了使气泡能够均匀分布在船底底部，优选的，所述气体出口为气体狭缝出口，所述通气减阻组件的气体狭缝出口与对应连接的履带子单元的主动链轮和从动链轮的轴心连接线平行设置。为了便与制造和安装，优选的，所述履带支架与两侧连接支架的铰接点分别安装有所述主动链轮和从动链轮的驱动轴和从动轴。本装置还可以设置导流结构，遮盖在固定模块外侧对水体进行导流，一般设置成导流板的结构，以贴合船底表面，优选的，所述船舶通气减阻装置还包括遮盖在所述固定模块外侧的导流外壳模块。为了使本装置的整体导流效果更好，优选的，所述导流外壳模块包括对应遮盖在每个履带子单元外侧的多个导流外壳组件。本专利技术中船体的前进方向为前，背向前进方向为后。优选的，所述导流外壳组件和通气减阻组件分别布置在对应的履带子单元轴向的两侧，所述导流外壳组件包括：中间前板，倾斜布置且前侧边延伸至船体底面；中间平板，安装在所述履带子单元远离船体的一侧，前侧边与所述中间前板的后侧边铰接，后侧边延伸至所述通气减阻组件；连接平板，左右两侧边分别通过柔性连接件与相邻两导流外壳组件的中间平板连接；连接前板，倾斜布置且前侧边延伸至船体底面，后侧边与所述连接平板的前侧边铰接。中间前板和连接前板延伸至船底，且可以根据船底的弧度进行转动调整，从而更贴合船底表面，提高导流效果。柔性连接件可采用顺丁橡胶条，更适合板材边界地连接。为了实现自动控制，优选的，所述导流外壳组件还包括：控制杆，驱动所述中间前板相对中间平板转动；固定杆，中间与所述中间前板的内侧面固定连接，两侧杆体和所述中间前板之间形成夹缝，两端分别延伸至两侧的连接前板外侧以实现中间前板与连接前板的联动。所述装置在安装过程中，相邻两履带子单元会会相对转动，此时连接前板会插入夹缝中以调整形状，实现更好地导流。为了便于制造和安装，优选的，所述控制杆穿过所述连接支架深入所述通气减阻组件中与驱动机构连接。本专利技术在使用时，所述主动链轮以带动从动链轮运动，从而带动所述履带在所述船舶壁面上行走。于行走过程中，所述控制杆伸出，实现所述前部导流外壳(中间前板和连接前板)一定角度的抬起，实现减少与所述船舶壁面接触便于行走的目的；到达目标位置后，依靠磁吸力固定位置，所述控制杆收回，实现所述前部导流外壳一定角度的靠近所述船舶壁面并压紧，实现所述前部导流外壳与所述船舶壁面的牢固紧密贴合，同时气体通过气管从气体出口喷出，实现通气减阻功能。本专利技术通过多段模块化的履带结构能够适应不同的船底型线，实现了该类减阻装置的可移植性。此外，利用履带式运动结构技术，定期收放通气减阻装置，进行装置的除锈和除污工作，实现便捷的维护和检修工作。维护过程中，通气机构会脱离船体，回到船板方便维修，而模块化技术的应用也使得整个通气机构方便拆分成一个一个的单元，方便更换。本专利技术的有益效果：本专利技术通过增设磁吸附单元在不破坏原有的船体结构的前提下，使通气模块吸附在船体外表面，以避免对原有船体结构的改动和影响，降低减阻装置的安装成本和周期。附图说明图1是本专利技术的基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置的结构示意图。图2是本专利技术的履带的结构示意图。图3是本专利技术的导流外壳组件的结构示意图。图4是本专利技术的通气减阻组件的结构示意图。图5是本专利技术的永磁吸附单元采用的乙型磁路布置的结构示意图。图6是本专利技术的永磁吸附装置的三维结构示意图。图7是本专利技术的中间前板的结构示意图。图8是本专利技术的中间前板另一个角度的结构示意图。图9是本专利技术的中间前板和连接前板配合的结构示意图。图10是本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，包括通气模块以及固定模块，其特征在于，所述固定模块为履带式运动机构，所述履带式运动机构的履带表面安装有磁吸附单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，包括通气模块以及固定模块，其特征在于，所述固定模块为履带式运动机构，所述履带式运动机构的履带表面安装有磁吸附单元。2.如权利要求1所述的基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，其特征在于，所述履带式运动机构包括通过连接支架连接的多个履带子单元，所述履带子单元包括：履带支架，与相邻的连接支架铰接；主动链轮和从动链轮，安装在履带支架上；履带，装在所述主动链轮和从动链轮上。3.如权利要求2所述的基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，其特征在于，所述通气模块包括对应连接每个履带子单元的多个通气减阻组件，所述通气减阻组件包括：通气减阻前板，与相邻的连接支架铰接且铰接点与所述履带支架的铰接点重合；通气减阻中段，设有通气腔，一侧与所述通气减阻前板密封连接；通气减阻后板，与所述通气减阻中段的另一侧密封连接，设有与所述通气腔连通的气体出口。4.如权利要求3所述的基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，其特征在于，所述气体出口为气体狭缝出口，所述通气减阻组件的气体狭缝出口与对应连接的履带子单元的主动链轮和从动链轮的轴心连接线平行设置。5.如权利要求2所述的基于履带式运动吸附的船舶通气减阻装置，其特征在于，所述履带支架与两侧连接支架的铰接点分别安装有所述主动链轮和从动链轮的驱动轴和从动轴。6.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴大转，孙帅，秦世杰，黄滨，王璐瑶，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33