一种仿生阻尼减摇装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及渔船、钓鱼艇、平台、趸船、重吊船、小型舰艇等船型，应用于海上航行或海上作业时的一种仿生阻尼减摇装置(称之为Flopper)：包括调节平衡块，仿生阻尼翼和导流翼结构；及其安装模块化式支撑结构：包括模块化基座、支撑杆架、滑轮装置等，重点研究并推导了Flopper阻尼力矩的公式，分析研究减摇效果。实际海上实验结果表明，应用该仿生减摇装置的船舶在海上静止作业时其减摇效果可达到59％以上，航行时平均减摇效果可达45％以上，验证了该装置的工程可行性和令人满意的减摇效果。

A bionic damping anti rolling device

【技术实现步骤摘要】
一种仿生阻尼减摇装置
本专利技术涉及渔船、钓鱼艇、平台、趸船、重吊船、小型舰艇等船型，在海上航行遇到随机波浪可产生阻尼力矩的仿生阻尼减摇装置(称之为Flopper)，具体涉及一种仿生阻尼减摇装置。
技术介绍
船舶在海浪中航行，由于受到风、浪、海流等因素的影响，将产生六个自由度的运动：横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡。对这些运动的控制不当，会引起姿态失稳，危及船舶航行安全。保持船舶姿态稳定的方法主要有三：①谐摇稳定—减小船舶的固有横摇频率，避开波浪扰动谐振频率，在船舶设计时考虑这一方面，可降低谐振横摇发生率；②阻尼稳定—增加系统的阻尼以减少横摇。③平衡稳定—通过施加稳定力矩来抵抗波浪扰动力矩。目前船舶上安装的减摇装置皆从上述后两方面出发，使船舶的各自由度运动保持在期望范围内，保证船舶航行稳定性或装载平衡性。相应的市面上也有一些被动式减摇装置，如实用专利号201721826467.7对应的可控被动式减摇水舱，但在实际使用过程中减摇水舱噪声大，使用复杂，虽然有的船舶上已安装，但据调查了解，其使用次数较少；又如专利技术专利号201580072347.X对应的减摇装置及船舶，其采用主动式减摇装置，运行过程中需要提供动力，增加了额外的费用和负担。
技术实现思路
为解决以上技术上的不足，本专利技术提供了一种减摇效率高、实船实验效果显著，无需动力，并且在航行过程不增加额外阻力的仿生阻尼减摇装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种仿生阻尼减摇装置，包括减摇装置本体和支撑装置，所述减摇装置本体包括调节平衡块、仿生阻尼翼和导流翼，所述调节平衡块与仿生阻尼翼连接，所述仿生阻尼翼的上侧设置有导流翼，所述调节平衡块用于调节减摇装置本体的重心位置，所述仿生阻尼翼用于产生减摇阻尼力矩以减小行进中的阻力，所述导流翼用于保持行进中减摇装置本体平衡，所述导流翼上设置有四个连接孔，所述连接孔用于减摇装置本体与支撑装置连接，所述支撑装置支撑于船体。优选的，所述支撑装置包括支撑部、横杆、外展支撑杆、钢丝绳或锚链、电机、液压油缸，所述支撑部固定于船体，横杆设置在支撑部上方，支撑装置的两侧设置有外展支撑杆，所述外展支撑杆的下端与两侧船舷铰接，所述外展支撑杆的下端上方通过液压油缸与支撑部连接，所述外展支撑杆的顶端设置有滑轮，减摇装置本体通过钢丝绳或锚链与固定在横杆上的电机连接，钢丝绳或锚链能够在滑轮上滑动，所述电机用于收放减摇装置本体。优选的，所述仿生阻尼翼仿鳐鱼身体形状设计，所述仿生阻尼装置具有底边、顶边、侧斜边和侧竖边，所述底边与两侧的侧竖边连接，所述顶边与两侧的侧斜边连接，所述侧竖边与侧斜边连接。优选的，所述仿生阻尼翼底边长度占船总长1％-8.5％，底边与顶边的距离为底边长度30％-50％，厚度为2mm-5mm，所述仿生阻尼翼通过水流产生的阻尼力作用形成阻尼力矩以消除横摇力矩。优选的，所述导流翼厚度为2mm-5mm，保持减摇装置本体在工作状态下整体的动态平衡。本专利技术的有益效果是：通过数学模型建立与流体动力学计算，推导出Flopper阻尼力矩的公式，并由此设计出一种高效的船舶阻尼减摇装置，大幅提高了航行船舶的减摇效率和船上人员的舒适度体验。同时借助与船体部分的机械连接结构，实现装置放置与回收的方便性与快捷性；最后通过实船海上实验验证系统可行性与工程操作的可靠性。附图说明图1本专利技术减摇装置本体整体结构示意图(Flopper阻尼减摇装置本体整体结构)；其中，1为调节平衡块，2为阻尼翼，3为导流翼结构。图2本专利技术仿生阻尼翼结构示意图(如图2所示仿生阻尼翼2具有底边、顶边、侧斜边和侧竖边，按图中所示的上下方向)；其中，板材的厚度统一为2mm～5mm。图3本专利技术导流翼结构示意图；其中，板材厚度统一为5mm。图4本专利技术支撑装置结构示意图(安装模块化支撑结构)；图5本专利技术仿生阻尼减摇装置与船体装配结构示意图(Flopper减摇装置本体及支撑装置与船体的装配图(回收状态))；图6本专利技术仿生阻尼减摇装置展开状态结构示意图(Flopper减摇装置本体及支撑装置与船体的装配图(伸展/工作状态))；图7为不同航速下的横摇峰值均方根对比图与减摇效果对比图(不同航速下的横摇峰值均方根对比图与减摇效果对比图)；图8本专利技术仿生阻尼翼一实施例(图8中长度单位为cm)。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术“一种仿生阻尼减摇装置(Flopper)”作进一步详细说明。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种仿生阻尼减摇装置，包括减摇装置本体100和支撑装置200，所述减摇装置本体100包括调节平衡块1、仿生阻尼翼2和导流翼3，所述调节平衡块1与仿生阻尼翼2连接，所述仿生阻尼翼2的上侧设置有导流翼3，所述调节平衡块1用于调节减摇装置本体100的重心位置，所述仿生阻尼翼2用于产生减摇阻尼力矩以减小行进中的阻力，所述导流翼3用于保持行进中减摇装置本体100平衡，所述导流翼3上设置有四个连接孔，所述连接孔用于减摇装置本体100与支撑装置200连接，所述支撑装置200支撑于船体300。所述支撑装置200包括支撑部4、横杆5、外展支撑杆6、钢丝绳或锚链7、电机、液压油缸8，所述支撑部4固定于船体300，横杆5设置在支撑部4上方，支撑装置200的两侧设置有外展支撑杆6，所述外展支撑杆6的下端与两侧船舷铰接，所述外展支撑杆6的下端上方通过液压油缸8与支撑部4连接，所述外展支撑杆6的顶端设置有滑轮，减摇装置本体100通过钢丝绳或锚链7与固定在横杆5上的电机连接，钢丝绳或锚链7能够在滑轮上滑动，所述电机用于收放减摇装置本体100。所述仿生阻尼翼2仿鳐鱼身体形状设计，所述仿生阻尼装置2具有底边、顶边、侧斜边和侧竖边，所述底边与两侧的侧竖边连接，所述顶边与两侧的侧斜边连接，所述侧竖边与侧斜边连接。所述仿生阻尼翼2底边长度占船总长1％-8.5％，底边与顶边的距离为底边长度30％-50％，厚度为2mm-5mm，所述仿生阻尼翼2通过水流产生的阻尼力作用形成阻尼力矩以消除横摇力矩。所述导流翼3厚度为2mm-5mm，保持减摇装置本体100在工作状态下整体的动态平衡。本专利技术仿生阻尼减摇装置用于船舶航行，其中仿生减摇装置本体100，根据流体动力学推算，所述装置首部平衡块设计成类流线型减阻形，以减小系统前进时所受到的阻力以及保持运动过程中装置的平衡。仿生阻尼翼2由外展两翼组成，其尺寸长度依据船型主尺度确定，长约占船总长1％-8.5％，展翼宽约占长30％-50％，板厚依据阻尼力矩确定，一般为2mm-5mm，材料为钢或同类型材质，所述仿生阻尼翼2通过水流产生的阻尼力作用形成阻尼力矩以消除横摇力矩。所述导流翼3结构则根据飞行器空气动力学原理，设计成导流平衡调节形，板厚为2mm-5mm，材料为钢、铝或同类型材质，保持装置工作状态下整体的动态平衡。支撑装置200，采用金属结构，连接部分采用焊接。其中，外展支撑杆6的顶端通过受力钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生阻尼减摇装置，其特征在于：包括减摇装置本体(100)和支撑装置(200)，所述减摇装置本体(100)包括调节平衡块(1)、仿生阻尼翼(2)和导流翼(3)，所述调节平衡块(1)与仿生阻尼翼(2)连接，所述仿生阻尼翼(2)的上侧设置有导流翼(3)，所述调节平衡块(1)用于调节减摇装置本体(100)的重心位置，所述仿生阻尼翼(2)用于产生减摇阻尼力矩以减小行进中的阻力，所述导流翼(3)用于保持行进中减摇装置本体(100)平衡，所述导流翼(3)上设置有四个连接孔，所述连接孔用于减摇装置本体(100)与支撑装置(200)连接，所述支撑装置(200)支撑于船体(300)。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生阻尼减摇装置，其特征在于：包括减摇装置本体(100)和支撑装置(200)，所述减摇装置本体(100)包括调节平衡块(1)、仿生阻尼翼(2)和导流翼(3)，所述调节平衡块(1)与仿生阻尼翼(2)连接，所述仿生阻尼翼(2)的上侧设置有导流翼(3)，所述调节平衡块(1)用于调节减摇装置本体(100)的重心位置，所述仿生阻尼翼(2)用于产生减摇阻尼力矩以减小行进中的阻力，所述导流翼(3)用于保持行进中减摇装置本体(100)平衡，所述导流翼(3)上设置有四个连接孔，所述连接孔用于减摇装置本体(100)与支撑装置(200)连接，所述支撑装置(200)支撑于船体(300)。


2.如权利要求1所述的一种仿生阻尼减摇装置，其特征在于：所述支撑装置(200)包括支撑部(4)、横杆(5)、外展支撑杆(6)、钢丝绳或锚链(7)、电机、液压油缸(8)，所述支撑部(4)固定于船体(300)，横杆(5)设置在支撑部(4)上方，支撑装置(200)的两侧设置有外展支撑杆(6)，所述外展支撑杆(6)的下端与两侧船舷铰接，所述外展支...

【专利技术属性】
技术研发人员：王驰明，尤方骏，郭宇平，肖晶晶，姚恺涵，
申请(专利权)人：王驰明，尤方骏，郭宇平，肖晶晶，姚恺涵，
类型：发明
国别省市：福建;35