可变形舵制造技术

本发明专利技术涉及可变形舵，包括舵首，其端部通过转轴依次转动连接多个中舵体和舵尾，共同构成多节柔性舵；转轴上均安装摆动机构，舵框架内部安装驱动机构，驱动机构包括电机，电机输出端通过万向联轴节依次连接各个摆动机构，相邻两个摆动机构之间由丝杆通过相同的万向联轴节连接；电机转动，通过万向联轴节带动摆动机构中的丝杆转动，从而带动与丝杆相配合的螺旋副沿着丝杆轴向移动；在螺旋副移动过程中，转接件通过销轴相对于螺旋副摆动，转轴随转接件摆动，进而该转轴所连接的舵的相邻节之间发生偏转，从而舵面外形变化。本发明专利技术实现了舵面拱度的连续光滑改变，有效提高了舵的升力系数，进而大大提高船舶的操纵性能。

Deformable rudder

【技术实现步骤摘要】
可变形舵
本专利技术涉及船舶配套设施
，尤其是一种可变形舵。
技术介绍
船舶航向的改变一般通过偏转舵的角度来实现。当舵面与水的来流产生一定夹角后，舵面将产生与船舶航向相垂直的水平分力，即舵面升力，该作用力使得船舶航向改变。舵面升力的大小决定了船舶航向改变的效率及机动性能，舵面产生的升力越大，船舶航向改变的效率及机动性能越高。现有技术中，舵面外形基本为对称翼型硬质舵，舵的整体结构为刚性体，其舵面产生的升力系数低，对船舶航向的操纵性能效率低下。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的可变形舵，从而实现舵面拱度的连续光滑改变，进而有效提高舵的升力系数，以大大提高船舶的操纵性能。本专利技术所采用的技术方案如下：一种可变形舵，包括舵首，舵首端部依次转动连接有多个中舵体和舵尾，所述舵首、多个中舵体和舵尾共同构成截面为鱼形结构的舵框架；所述舵首与中舵体之间、相邻中舵体之间、以及中舵体与舵尾之间分别通过转轴转动连接，单个转轴上均安装有摆动机构，所述摆动机构包括与转轴相互垂直的丝杆；所述舵框架内部安装有驱动机构，所述驱动机构包括电机，所述电机的输出端通过万向联轴节依次连接各个摆动机构，相邻两个摆动机构之间由丝杆通过相同的万向联轴节连接。作为上述技术方案的进一步改进：所述舵首、中舵体和舵尾均为多层的框架结构，所述舵首、中舵体和舵尾均包括间隔设置的顶板、多个层板和底板，相邻顶板之间、相邻底板之间均相互叠合；所述顶板与层板之间、相邻层板之间、以及层板与底板之间均通过多个纵支条连接。相邻顶板的叠合部及对应的相邻底板的叠合部共同安装转轴；转轴贯穿所有层板，转轴两端分别通过小轴承与顶板和底板连接。相邻顶板的叠合部与对应的其中一个层板之间安装转轴，转轴两端分别通过小轴承与顶板和该层板连接；与该相邻顶板相对应的相邻底板的叠合部安装有从转轴，所述从转轴的轴心与转轴的轴心位于同一直线上；所述从转轴的端部安装有角度传感器。所述舵框架内安装有支撑板，支撑板上固装有电机，所述电机的输出端穿过支撑板并在端头安装有万向联轴节，所述电机的输出端与支撑板之间安装有轴承。所述舵框架内安装有支撑板，支撑板上固装有电机，所述电机的输出端穿过支撑板并在端头安装有万向联轴节，万向联轴节与摆动机构的丝杆连接；位于万向联轴节上方和下方的支撑板上安装有侧支板，两个侧支板通过转动轴共同安装有轴承基座，轴承基座内安装有轴承，所述万向联轴节端部的丝杆贯穿轴承。所述轴承为推力轴承。所述摆动机构的结构为：包括转接件，所述转接件中部贯穿安装转轴，转接件端头通过销轴转动安装有螺旋副，所述螺旋副上安装有丝杆。转接件的结构为：包括截面为U形结构的转接件本体，所述转接件本体内底部呈圆弧形结构形成转轴贯穿的轴孔，转接件本体开口端的侧面开有贯通的锁紧孔，锁紧孔中安装紧固件以将轴孔中的转轴紧固；所述转接件本体外底面向外延伸有间隔布置的凸耳，两个凸耳上均开有销孔；两个凸耳之间安装螺旋副，两个销孔内均安装销轴，所述转接件通过销轴相对于螺旋副摆动。所述舵框架的外表敷设有柔性蒙皮。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，根据舵面流体动力性能的特点，提出了一种可变形舵；该可变形舵为由舵首、多个中舵体和舵尾依次首尾相连构成的多节柔性结构，相互之间通过转轴实现转动连接，转轴上均安装有摆动机构；通过驱动机构带动摆动机构摆动，从而舵面外形变化，实现舵面拱度的连续光滑改变，进而有效提高舵的升力系数，大大提高船舶的操纵性能，经济性及工程实用性好，节能增效。本专利技术还包括如下优点：电机转动，通过万向联轴节带动相连接的摆动机构中的丝杆转动，从而带动与丝杆相配合的螺旋副沿着丝杆轴向移动；在螺旋副移动过程中，转接件通过销轴相对于螺旋副摆动，转轴随转接件摆动，进而该转轴所连接的舵首与中舵体之间发生偏转；该摆动机构中的丝杆通过万向联轴节将转动传至下一摆动机构的丝杆，并一级一级传递；同理相应转轴所连接的舵的相邻节之间发生偏转，即中舵体之间和中舵体与舵尾之间发生偏转；进而舵整体外形发生同向的连续偏转变化；舵框架外表敷设柔性蒙皮，蒙皮使得舵面的拱度进一步连续光滑，并促使舵整体封闭完整；电机输出端通过万向联轴节依次连接各个摆动机构，相邻两个摆动机构之间由丝杆通过相同的万向联轴节连接；万向联轴节使得相邻的摆动机构之间在互成角度时依然能够联接，即舵首与中舵体之间、相邻两个中舵体之间、或是中舵体与舵尾之间能够互成角度实现摆动；支撑板的侧支板上通过转动轴安装轴承基座，轴承基座内安装推力轴承，推力轴承通过转动轴可随着摆动机构相对于支撑板摆动，推力轴承用于吸收万向联轴节所受到的轴向作用力；从转轴在转轴转动时同步转动，使得舵变形时舵节之间摆动顺畅连贯；从转轴上的角度传感器用于实时测量偏转角度，以进一步控制舵变形，提升船舶操纵性能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图(省略蒙皮)。图2为本专利技术的结构示意图(省略蒙皮和纵支条)。图3为本专利技术驱动机构的结构示意图(实施例一)。图4为本专利技术驱动机构的结构示意图(实施例二)。图5为图4中沿A-A方向的剖视图。图6为本专利技术转接件的结构示意图。图7为本专利技术转轴的安装示意图(实施例三)。图8为本专利技术在工作状态时的示意图。其中：1、舵首；2、中舵体；3、舵尾；4、转轴；5、驱动机构；6、纵支条；7、支撑板；8、角度传感器；9、蒙皮；11、顶板；12、层板；13、底板；111、舵首顶板；112、舵首层板；113、舵首底板；211、中舵顶板；212、中舵层板；213、中舵底板；311、舵尾顶板；312、舵尾层板；313、舵尾底板；41、从转轴；51、电机；52、轴承；53、万向联轴节；54、摆动机构；541、转接件；542、螺旋副；543、丝杆；5411、转接件本体；5412、轴孔；5413、锁紧孔；5414、凸耳；5415、销孔；71、侧支板；72、转动轴。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本实施例的可变形舵，包括舵首1，舵首1端部依次转动连接有多个中舵体2和舵尾3，舵首1、多个中舵体2和舵尾3共同构成多节柔性的且截面为鱼形结构的舵框架；舵首1与中舵体2之间、相邻中舵体2之间、以及中舵体2与舵尾3之间分别通过转轴4转动连接，单个转轴4上均安装有摆动机构54，摆动机构54包括与转轴4相互垂直的丝杆543；舵框架内部安装有驱动机构5，驱动机构5包括电机51，电机51的输出端通过万向联轴节53依次连接各个摆动机构54，相邻两个摆动机构54之间由丝杆543通过相同的万向联轴节53连接。通过驱动机构5带动摆动机构54摆动，从而舵面外形变化，实现舵面拱度的连续光滑改变。万向联轴节53使得相邻的摆动机构54之间在互成角度时依然能够联接，即舵首1与中舵体2之间、相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变形舵，其特征在于：包括舵首(1)，舵首(1)端部依次转动连接有多个中舵体(2)和舵尾(3)，所述舵首(1)、多个中舵体(2)和舵尾(3)共同构成截面为鱼形结构的舵框架；所述舵首(1)与中舵体(2)之间、相邻中舵体(2)之间、以及中舵体(2)与舵尾(3)之间分别通过转轴(4)转动连接，单个转轴(4)上均安装有摆动机构(54)，所述摆动机构(54)包括与转轴(4)相互垂直的丝杆(543)；/n所述舵框架内部安装有驱动机构(5)，所述驱动机构(5)包括电机(51)，所述电机(51)的输出端通过万向联轴节(53)依次连接各个摆动机构(54)，相邻两个摆动机构(54)之间由丝杆(543)通过相同的万向联轴节(53)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变形舵，其特征在于：包括舵首(1)，舵首(1)端部依次转动连接有多个中舵体(2)和舵尾(3)，所述舵首(1)、多个中舵体(2)和舵尾(3)共同构成截面为鱼形结构的舵框架；所述舵首(1)与中舵体(2)之间、相邻中舵体(2)之间、以及中舵体(2)与舵尾(3)之间分别通过转轴(4)转动连接，单个转轴(4)上均安装有摆动机构(54)，所述摆动机构(54)包括与转轴(4)相互垂直的丝杆(543)；
所述舵框架内部安装有驱动机构(5)，所述驱动机构(5)包括电机(51)，所述电机(51)的输出端通过万向联轴节(53)依次连接各个摆动机构(54)，相邻两个摆动机构(54)之间由丝杆(543)通过相同的万向联轴节(53)连接。


2.如权利要求1所述的可变形舵，其特征在于：所述舵首(1)、中舵体(2)和舵尾(3)均为多层的框架结构，所述舵首(1)、中舵体(2)和舵尾(3)均包括间隔设置的顶板(11)、多个层板(12)和底板(13)，相邻顶板(11)之间、相邻底板(13)之间均相互叠合；所述顶板(11)与层板(12)之间、相邻层板(12)之间、以及层板(12)与底板(13)之间均通过多个纵支条(6)连接。


3.如权利要求2所述的可变形舵，其特征在于：相邻顶板(11)的叠合部及对应的相邻底板(13)的叠合部共同安装转轴(4)；转轴(4)贯穿所有层板(12)，转轴(4)两端分别通过小轴承与顶板(11)和底板(13)连接。


4.如权利要求2所述的可变形舵，其特征在于：相邻顶板(11)的叠合部与对应的其中一个层板(12)之间安装转轴(4)，转轴(4)两端分别通过小轴承与顶板(11)和该层板(12)连接；与该相邻顶板(11)相对应的相邻底板(13)的叠合部安装有从转轴(41)，所述从转轴(41)的轴心与转轴(4)的轴心位于同一直线上；所述从转轴(41)的端部安装有角度传感器(8)。


5.如权利要求1所述的可变形舵，其特征在于：所述舵框架内安...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明政，郑文涛，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32