本发明专利技术提供一种改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，包括鳍体，鳍体设于船体(1)舷部的安装槽口内，鳍体包括主鳍组件(2)和副鳍组件(3)，主鳍组件(2)设有用于容纳副鳍组件(3)的储存空腔(28)，主鳍组件(2)包括转动组件、鳍轴(26)、鳍轴壳(29)和主鳍翼(27)，还包括压力传感器(4)、角速度陀螺仪(5)和鳍角实时控制系统，压力传感器(4)和角速度陀螺仪(5)分别连接鳍角实时控制系统，角速度陀螺仪(5)设于主鳍翼(27)上；本发明专利技术既有船舶静止或低航速下的减摇作用，又有在中高航速下减摇的作用，能够通过实时升力的测量，进行调整，提高了减摇效果。提高了减摇效果。提高了减摇效果。
【技术实现步骤摘要】
一种改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍
[0001]本专利技术涉及一种改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，属于船舶设备
技术介绍
[0002]船舶在海上航行会遇到风浪的作用，并产生摇摆现象，这种现象会严重影响到船舶正常的航行性能，船体的结构和船内物件也会受到影响，船舶的横向摇摆会降低船舶的适航性,损坏船体结构,影响设备、仪表的正常工作,还会导致货物移位或撞击损坏，也可能会造成乘客昏晕等不良影响。减摇鳍作为目前效果最好的减摇装置，经常被用来作为船舶的有效减摇装置，然而传统减摇鳍鳍上产生的升力与来流速度的平方近似成正比，导致零低航速下减摇鳍不能提供足够的稳定力矩，使减摇鳍在零、低航速下不能减摇。
[0003]事实上，船舶在静止或低航速的情况下也会发生摇晃，然而目前能在静止或低航速情况下达到显著减摇效果的减摇装置并不多。现有的减摇鳍在无需使用时由收放装置将减摇鳍收到船体内部，当需要使用减摇鳍时,又由收放装置将减摇鳍伸到船体外面,这种减摇鳍的不足之处是减摇鳍的面积不能过大，不能占用太多船体内部空间,目前可收放面积较小的船用减摇鳍尚不多见。理想状态下，如果减摇鳍的控制力矩完全抵消扰动力矩，则横摇运动停止，因此产生精准的控制力矩成为减横摇的关键。
[0004]控制力矩需要根据扰动来确定，但海洋环境异常恶劣，如何准确有效地检测实际扰动力矩成为一个难题。在减摇鳍受到的动态水动力作用中，对船体起减摇作用的是升力。升力作用线垂直于水流相对速度和减摇鳍的轴线。所以，减摇鳍系统的控制问题很大程度上取决于如何精准检测和运用实际升力。目前对于减摇鳍的控制系统主要是根据船体发生横摇是的鳍角变化以及航速的信号通过PID系统分析得出大概的鳍轴转动信号，从而实现减摇效果，这样得出的升力并不能通过系统的控制得到与之一致的升力。
[0005]船舶在静止或低航速的情况下也会发生摇晃，如何设计一种不仅能在中、高航速下进行减摇，又能在静止或低航速情况下进行减摇的减摇鳍是一个急需解决的问题。
[0006]例如，授权公告号为CN 109018238 B，名称为《一种船舶减摇鳍》的专利技术专利，所描述的一种船舶减摇鳍,包括减摇鳍本体,还包括转动体、转鳍油缸、转轴、电动机一和基座,减摇鳍本体和转动体连接,减摇鳍本体包括本体和翼板,本体上开设有储存腔,储存腔的底部设置有电磁铁,翼板上设有永磁铁,永磁铁和电磁铁相对设置,储存腔内的相对两侧面上均设置有滑槽,翼板的两侧均设置有滑块,滑块和滑槽一一对应并且所述滑块滑动设置在相对应的滑槽中，在不同海况下可调整减摇鳍本体的受力面积,进一步提高船舶航行的安全性。该专利技术专利采用矩形鳍，中、高航速下升力系数低，诱导阻力较高，水动力性能不理想，同时该专利缺少对升力进行具体测量的装置，存在一定的误差，不能较为准确的进行减摇控制。
[0007]又如，授权公告号为CN 203727622 U，名称为《船舶静态减摇鳍》的专利，所描述的船舶静态减摇鳍，包括船体、鳍轴、鳍翼、单端输出推拉液压装置。船舶静态摇摆时，单端输
出推拉液压装置通过连杆对鳍翼实施推动或拉动，使鳍翼围绕鳍轴上下摆动，通过鳍翼对水的作用力抵抗船体的摇摆,而在船舶航行时，又能使鳍翼保持在某一位置并固定，减少船舶航行时的摇摆。但是，该专利只考虑静态状态下对船体的减摇，而且减摇效果不佳，同时该专利也缺少对升力进行具体测量装置，存在一定的误差，不能较为准确的进行减摇控制，装置不太实用。
[0008]上述问题是在减摇鳍的设计与加工过程中应当予以考虑并解决的问题。
技术实现思路
[0009]针对现有技术所存在的不足，本专利技术的目的是要提供一种改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，可根据风浪大小、航速以及船舶摇摆幅度调整主鳍翼转动角度以及副鳍翼的展开来实现船舶在全航速下减摇的作用，同时根据实时的升力大小，对减摇装置进行微调，从而进一步提高船舶航行的安全性，解决现有技术中存在的减摇效果不佳，难以较为准确的进行减摇控制的问题。
[0010]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0011]一种改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，包括鳍体，鳍体设于船体舷部的安装槽口内，鳍体包括主鳍组件和副鳍组件，主鳍组件设有用于容纳副鳍组件的储存空腔，主鳍组件包括转动组件、鳍轴、鳍轴壳和主鳍翼，鳍轴的一端穿过鳍轴壳并通过转动组件连接船体内部的电机的输出端，鳍轴的另一端连接主鳍翼，还包括压力传感器、角速度陀螺仪和鳍角实时控制系统，角速度陀螺仪设于主鳍翼上，角速度陀螺仪用于测得瞬时船摇摆角，鳍轴内设有微动轴承，微动轴承的两端分别设有微动轴承支座，且微动轴承与微动轴承支座间设有压力传感器，微动轴承支座和鳍轴设于鳍轴壳内，压力传感器和角速度陀螺仪分别连接鳍角实时控制系统。
[0012]进一步地，在船舶中高航速情况下，通过鳍角实时控制系统进行主鳍翼角度的调整，具体调整角度由鳍角实时控制系统所收到的鳍角信号决定；在船舶零航速或较低航速下打开副鳍翼，在中高航速下收起副鳍翼。
[0013]进一步地，通过角速度陀螺仪测得瞬时船摇摆角，并反馈给鳍角实时控制系统；通过结合航速信号，鳍角实时控制系统得到鳍角信号，最终通过液压机组驱动，带动鳍转动从而实现减摇鳍的角度变化，实现减摇；具体为，当波浪力矩作用在船上时，船将产生横摇角，减摇鳍装置中的角速度陀螺仪测得横摇角速度，并发送给鳍角实时控制系统处理,同时船的航速信号也被发送给鳍角实时控制系统，形成转鳍指令信号调整电液伺服阀，进而由转鳍油缸实现鳍轴的旋转。
[0014]进一步地，微动轴承在主鳍翼受到升力后带动鳍轴发生微小运动，并与安装在两侧的微动轴承支座接触，由微动轴承与微动轴承支座间的压力传感器测出压力值，即实际升力，并反馈实际升力给鳍角实时控制系统，鳍角实时控制系统结合实际升力调整电液伺服阀，进而由转鳍油缸实现鳍轴的旋转。
[0015]进一步地，在零航速或低航速下，副鳍翼在电机带动转轴下展开后，主鳍翼的摆动角度和摆动周期由鳍角实时控制系统进行控制，由主鳍翼上的角速度陀螺仪传递给鳍角实时控制系统，得到摆动周期，在干扰力矩越大时，主鳍翼的角速度越大，即摆动周期越小。
[0016]进一步地，副鳍组件包括副鳍翼、转轴、金属盖板和若干电磁铁，副鳍翼的端部通
过转轴连接在储存空腔内，储存空腔设于主鳍翼的端部，金属盖板活动连接储存空腔的腔口处，副鳍翼的侧部设有若干用于吸附金属盖板来盖合储存空腔的电磁铁。
[0017]进一步地，副鳍翼采用扇形副鳍翼。
[0018]进一步地，主鳍翼的储存空腔处设有毛刷，储存空腔分别设有充气阀和排水孔。
[0019]进一步地，转动组件包括单端输出的液压装置、连杆、转体、主电机和转鳍油缸，单端输出的液压装置连接船体内部的电机的输出端，单端输出的液压装置的输出端通过连杆连接转体，转体内设有主电机和转鳍油缸，主电机通过转鳍油缸连接鳍轴。
[0020]进一步地，鳍角实时控制系统采用PID控制器，主鳍翼采用平行四边形鳍翼。与矩形鳍相比，平行四边形鳍由于翼型本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，包括鳍体，鳍体设于船体(1)舷部的安装槽口内，鳍体包括主鳍组件(2)和副鳍组件(3)，主鳍组件(2)设有用于容纳副鳍组件(3)的储存空腔(28)，主鳍组件(2)包括转动组件、鳍轴(26)、鳍轴壳(29)和主鳍翼(27)，鳍轴(26)的一端穿过鳍轴壳(29)并通过转动组件连接船体(1)内部的电机的输出端，鳍轴(26)的另一端连接主鳍翼(27)，其特征在于：还包括压力传感器(4)、角速度陀螺仪(5)和鳍角实时控制系统，角速度陀螺仪(5)设于主鳍翼(27)上，角速度陀螺仪(5)用于测得瞬时船摇摆角，鳍轴(26)内设有微动轴承(33)，微动轴承(33)的两端分别设有微动轴承支座(34)，且微动轴承(33)与微动轴承支座(34)间设有压力传感器(4)，微动轴承支座(34)和鳍轴(26)设于鳍轴壳(29)内，压力传感器(4)和角速度陀螺仪(5)分别连接鳍角实时控制系统。2.如权利要求1所述的改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，其特征在于：在船舶中高航速情况下，通过鳍角实时控制系统进行主鳍翼(27)角度的调整，具体调整角度由鳍角实时控制系统所收到的鳍角信号决定；在船舶零航速或较低航速下打开副鳍翼(31)，在中高航速下收起副鳍翼(31)。3.如权利要求2所述的改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，其特征在于：通过角速度陀螺仪(5)测得瞬时船摇摆角，并反馈给鳍角实时控制系统；通过结合航速信号，鳍角实时控制系统得到鳍角信号，最终通过液压机组驱动，带动鳍转动从而实现减摇鳍的角度变化，实现减摇；具体为，当波浪力矩作用在船上时，船将产生横摇角，减摇鳍装置中的角速度陀螺仪(5)测得横摇角速度，并发送给鳍角实时控制系统处理,同时船的航速信号也被发送给鳍角实时控制系统，形成转鳍指令信号调整电液伺服阀，进而由转鳍油缸(25)实现鳍轴（26）的旋转。4.如权利要求3所述的改良的适用于全航速可收放变形减摇鳍，其特征在于：微动轴承(33)在主鳍翼(27)受到升力后带动鳍轴(26)发生微小运动，并与安装在两侧的微动轴承支座(34)接触，由微动轴承(33)与微动轴承支座(34)间的压力传感器(4)测出压力值，即实际升力，并反馈实际...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈悦，崇健斌，谢仪，余佳豪，朱姣姣，赵新飞，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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