智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，主机驱动旋转箱体绕垂直方向中心轴旋转，围绕中心轴周向均匀设置至少两根桨叶，桨叶根部刚性连接有桨叶轴，桨叶轴与旋转箱体转动连接；所述桨叶轴中心线与旋转箱体中心轴平行；所述旋转箱体内设有与桨叶数量相等的伺服缸，伺服缸一端与固定于旋转箱体中心的支座铰接，另一端通过连杆连接至桨叶轴，可驱使桨叶绕桨叶轴中心线转动。本实用新型专利技术实现了推力大小和方向无级可调，且调节速度快，抗冲击性能好，运行平稳且易于安装维护。

Intelligent propulsion, positioning and anti rolling ship power system

【技术实现步骤摘要】
智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统
本技术涉及一种智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，属于船舶动力设备领域。
技术介绍
目前船舶大多采用螺旋桨-舵系统作为推进装置，设备布置松散，占用空间大，船舶操控精度差，水动力效率低。配置螺旋桨-舵系统的船舶还需另外配置减摇装置，才能实现船舶减摇，这些很原始的产品存在效率极低，并且体积庞大、重量很大等缺点。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术存在的以上缺点，提高船舶操控精度，实现推力大小和方向无级可调和减摇功能。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，其特征在于：主机驱动旋转箱体绕中心轴旋转，所述旋转箱体围绕中心轴周向均匀设置至少两根桨叶，桨叶根部刚性连接有桨叶轴，桨叶轴与旋转箱体转动连接；所述桨叶轴中心线与旋转箱体的中心轴平行；所述旋转箱体内设有与桨叶数量相等的伺服缸，伺服缸一端与固定于旋转箱体中心的支座铰接，另一端通过连杆连接至桨叶轴，能够驱使桨叶绕桨叶轴中心线转动。所述主机输出轴通过联轴器与小锥齿轮连接，小锥齿轮与大锥齿轮啮合，大锥齿轮与旋转箱体刚性连接，实现主机驱动旋转箱体转动。所述旋转箱体内设有集成控制阀组，所述集成控制阀组通过管路与伺服缸连接。液压动力单元通过管路与液压旋转接头连接，液压旋转接头再通过管路与集成控制阀组连接，提供液压动力。所述旋转箱体安装在推进器基座上，旋转箱体相对于推进器底座绕所述中心轴转动。所述伺服缸安装有行程传感器，所述桨叶安装有角度传感器。所述推进器基座安装有加速度传感器。称通过桨叶质心并且垂直于桨叶内侧叶面的直线为质心垂线，所有桨叶的质心垂线始终交汇于一点。与现有技术相比较，本技术具有的有益效果是：1.实现了推力大小和方向无级可调，且调节速度快；2.集成了推进、定位和减摇功能，操作方便简单；3.系统抗冲击性能强、运行平稳且振动小、噪声低，水动力效率更高；4.重量轻且占用空间小，便于安装、维护和保养。附图说明图1是本技术提供的船舶动力系统结构组成示意图；图2是本技术提供的船舶动力系统安装布置示意图；图3是本技术提供的船舶动力系统零推力状态示意图；图4是本技术提供的船舶动力系统正车最大推力状态示意图；图5是本技术提供的船舶动力系统倒车最大推力状态示意图；图6是本技术提供的船舶动力系统左推进最大推力状态示意图；图7是本技术提供的船舶动力系统右推进最大推力状态示意图；图8是本技术提供的船舶动力系统减摇功能示意图。附图标记说明：1-主机；2-联轴器；3-小锥齿轮；4-旋转接头固定杆；5-旋转接头固定支架；6-液压旋转接头；7-大锥齿轮；8-推进器基座；9-液压动力单元；10-船体基座；11-连杆；12-桨叶；13-集成控制阀组；14-伺服缸；15-旋转箱体；16-桨叶轴。具体实施方式以下将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按真实比例绘制的。请参阅图1，本技术提供了一种智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，主机1的输出轴通过联轴器2与小锥齿轮3同轴连接，带动小锥齿轮3转动，小锥齿轮3与大锥齿轮7啮合，大锥齿轮7与旋转箱体15刚性连接，由此主机1将动力传递至旋转箱体15，使旋转箱体15绕垂直方向中心轴旋转。在本实例中，围绕在旋转箱体中心轴周向均匀设置了5根桨叶12，桨叶12根部刚性连接有桨叶轴16，桨叶轴16通过轴承安装在旋转箱体15的安装孔内，桨叶轴16中心线与旋转箱体15中心轴平行。请参阅图3，所述旋转箱体15中心位置安装有正五边形支座，支座每条边上都设有铰接点，伺服缸14一端在铰接点与支座铰接，另一端的活塞杆与连杆11固定连接，连杆11再与桨叶轴16的安装点固定连接。桨叶轴16上的安装点偏离桨叶轴中心线位置，由此可实现伺服缸14的活塞杆直线运动转化为桨叶12绕桨叶轴中心线的转动。所述旋转箱体15内的支座上还安装有集成控制阀组13，集成控制阀组13的出油口通过管路连接到伺服缸14的进油口，集成控制阀组13的进油口通过管路与液压旋转接头6相连接。液压旋转接头6分为旋转部和固定部两部分，旋转部通过旋转接头固定杆4与旋转箱体15固定连接，而固定部通过旋转接头固定架5与推进器基座8固定连接，固定部与旋转部之间采用动密封形式进行密封，保证了旋转部随旋转箱体15转动过程中，液压油正常输送不泄露。推进器基座8外还设有液压动力单元9，通过管路与液压旋转接头6的固定部连通，为系统提供动力油源。所述旋转箱体15与推进器基座8之间为转动连接，推进器基座8通过螺栓固定到船体基座10上，推进器基8座固定不动，旋转箱体15绕中心轴旋转运动。请参阅图4至图7，本技术提供了一种智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统的操纵方法，为了表述方便，称通过桨叶质心并且垂直于桨叶内侧叶面的直线为质心垂线。本技术将所有桨叶12的质心垂线交汇于一汇聚点，并通过控制所述汇聚点与旋转箱体15的水平中心线与垂向中心线的距离，来调整所述船舶动力系统所产生的推力的大小与方向；例如：若所述汇聚点落在水平中心线的正方向上，则产生正车推力(如图4所示)，若所述汇聚点落在水平中心线的负方向上，则产生倒车推力(如图5所示)；若所述汇聚点落在垂向中心线的正方向上，则产生左向推力(如图6所示)；所述汇聚点落在垂向中心线负方向上，则产生右向推力(如图7所示)。请参阅图2，在本实例中，两套船舶动力系统安装在船舶的艉部两侧或者艏部两侧，桨叶12从船舶底部伸出浸没在水中。请参阅图3，图中5个桨叶12的角度为初始安装角度，即桨叶水平截面中心线与公转圆周切线方向平行，在此状态下，桨叶12随旋转箱体15绕中心轴公转不产生任何方向的推力。桨叶12公转过程中，其角度处于不断变化的状态，将此过程连续起来看，即为桨叶12随旋转箱体15绕中心轴公转的同时，桨叶自身绕桨叶轴中心线往复摆动。桨叶12上安装有角度传感器，实时向控制系统反馈桨叶12在公转中所处位置，同时伺服缸14安装有行程传感器，以反馈各桨叶12的角度。控制系统接收到反馈信号后，与计算值进行比对分析并发出指令信号至集成控制阀组13，集成控制阀组13再控制伺服缸14推动连杆11修正桨叶12角度。每个桨叶12都由单独的伺服缸14进行控制，控制精度和可靠性都可得到保证，且易于保养维护。在本实例中，船舶动力系统实现了推力方向和大小的无级调节，在图6所示的状态中，各桨叶12的角度之间遵循一定的数学关系，桨叶12在公转过程中始终保持各桨叶12角度之间的数学关系不变，可使得各桨叶以相同的速率摆动，保证推力方向恒定。当改变这种角度关系时，推力方向也随之发生改变。各桨叶12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，其特征在于：主机驱动旋转箱体绕中心轴旋转，所述旋转箱体围绕中心轴周向均匀设置至少两根桨叶，桨叶根部刚性连接有桨叶轴，桨叶轴与旋转箱体转动连接；所述桨叶轴中心线与旋转箱体的中心轴平行；所述旋转箱体内设有与桨叶数量相等的伺服缸，伺服缸一端与固定于旋转箱体中心的支座铰接，另一端通过连杆连接至桨叶轴，能够驱使桨叶绕桨叶轴中心线转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，其特征在于：主机驱动旋转箱体绕中心轴旋转，所述旋转箱体围绕中心轴周向均匀设置至少两根桨叶，桨叶根部刚性连接有桨叶轴，桨叶轴与旋转箱体转动连接；所述桨叶轴中心线与旋转箱体的中心轴平行；所述旋转箱体内设有与桨叶数量相等的伺服缸，伺服缸一端与固定于旋转箱体中心的支座铰接，另一端通过连杆连接至桨叶轴，能够驱使桨叶绕桨叶轴中心线转动。


2.根据权利要求1所述的智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，其特征在于：所述主机输出轴通过联轴器与小锥齿轮连接，小锥齿轮与大锥齿轮啮合，大锥齿轮与旋转箱体刚性连接，实现主机驱动旋转箱体转动。


3.根据权利要求1所述的智能化推进、定位和减摇的船舶动力系统，其特征在于：所述旋转箱体内设有集成控制阀组，所述集成控制阀组通过管路与伺服缸连接。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亮亮，闻亮，王苏闽，
申请(专利权)人：徐亮亮，
类型：新型
国别省市：江苏;32