一种可调节式T型水翼隐身复合船及其控制方法转让专利
申请号 : CN202011383462.8
文献号 : CN112519952B
文献日 : 2022-02-11
发明人 : 孙士艳 , 王梦 , 李苏宁 , 魏姗姗 , 鹿玮川
申请人 : 江苏科技大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:包括船身(1)、工作箱(4)、升降装置和水翼件(2),所述工作箱(4)通过升降装置设置在船身(1)下方,所述工作箱(4)内设置有传动装置和收缩装置,所述传动装置包括第一伺服电机(13)、齿轮组和传动轴组件,所述传动轴组件一端与齿轮组连接,所述水翼件(2)连接设置在传动轴组件另一端,并设置在工作箱(4)外,所述第一伺服电机(13)通过齿轮组带动传动轴旋转从而带动水翼件(2)旋转,所述收缩装置设置在传动装置与水翼件(2)之间,所述收缩装置包括收缩件(21)和带动收缩件(21)收缩的第二伺服电机(19),所述收缩件(21)设有多个,多个收缩件(21)与第二伺服电机(19)并列设置,还包括上下旋转装置,所述旋转装置包括第二气缸(27),所述第二气缸(27)固定在工作箱(4)内,所述水翼件(2)通过伸缩杆(25)与第二气缸(27)连接设置。
2.根据权利要求1所述的可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:所述升降装置包括第一气缸(5)、安装底板(6)和导柱(36),所述第一气缸(5)通过法兰板(39)与安装底板(6)连接设置,所述导柱(36)一端固定工作箱(4)上,所述安装底板(6)通过导柱(36)固定在工作箱(4)上方,所述导柱(36)设有多个,多个导柱(36)分别设置在第一气缸(5)两侧。
3.根据权利要求2所述的可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:所述导柱(36)上套设有弹簧(34),所述弹簧(34)设置在安装底板(6)与工作箱(4)之间,所述导柱(36)端部设有导套(37),所述导柱(36)通过导套(37)与安装底板(6)固定。
4.根据权利要求1所述的可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:所述传动装置还包括安装座板(12),所述第一伺服电机(13)通过电机支架(11)固定在安装座板(12)上,所述电机支架(11)下方设置有加强筋(18),所述加强筋(18)另一端固定在安装座板(12)上,所述齿轮组包括第一齿轮(14)、第二齿轮(15),所述第一齿轮(14)连接设置在第一伺服电机(13)上,所述第二齿轮(15)与第一齿轮(14)啮合设置,所述传动轴组件包括第一传动轴(8)和第二传动轴(9),所述第一传动轴(8)与第二齿轮(15)固定连接,所述第二传动轴(9)与第一传动轴(8)可转动连接,所述水翼件(2)固定设置在第二传动轴(9)的另一端。
5.根据权利要求1所述的可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:所述收缩装置还包括滚轮(16)和滑轨(17),所述滚轮(16)设置在收缩件(21)端部并滑动设置在滑轨(17)中,所述滑轨(17)固定设置在安装座板(12)未设有传动装置的一侧,所述第二伺服电机(19)固定在固定架(22)上,所述固定架(22)通过加强筋(18)与滑轨(17)固定,所述第二伺服电机(19)上连接有联轴器(20),所述联轴器(20)上连接有丝杠(24),所述丝杠(24)通过螺母座(23)固定至安装座板(12)上。
6.根据权利要求1所述的可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:所述上下旋转装置还包括球铰座(26),所述球铰座(26)固定在第二传动轴(9)上,所述第二气缸(27)采用双耳型气缸,所述双耳型气缸上分别连接有伸缩杆(25),两根伸缩杆(25)的另一端固定在球铰座(26)上。
7.根据权利要求1所述的可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:所述船身(1)采用内倾式结构,所述工作箱(4)的未设有水翼件(2)的两侧设有圆弧形支柱,所述水翼件(2)设置在船身(1)下方距离船首四分之一处。
8.根据权利要求1所述的可调节式T型水翼隐身复合船,其特征在于:所述水翼件(2)采用NACA4412翼型,所述水翼件(2)的长度为船身(1)的二十分之一,所述水翼件(2)上开设五个可开合减压孔。
9.一种根据权利要求1所述的可调节式T型水翼隐身复合船的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1.将船身(1)放置在实验池中,确定是否需要放下水翼件(2);步骤2.如果需要放下水翼件(2),升降装置工作,将工作箱(4)放下,确定是否需要翼航;步骤3.如果需要翼航,第二伺服电机(19)进行工作,带动水翼件(2)收缩,收缩后第一伺服电机(13)进行工作,将水翼件(2)旋转至合适位置后,运转结束;步骤4.如果不需要翼航,第二伺服电机(19)进行反向工作,将水翼件(2)伸长,第一伺服电机(13)工作带动水翼件(2)旋转至与水平面垂直后,运转结束;步骤5.如果不需要放下水翼件(2),则运转结束。
10.根据权利要求9所述的可调节式T型水翼隐身复合船的控制方法,其特征在于:在步骤2中,工作箱(4)连带水翼件(2)放下后,第二气缸(27)开始工作,水翼件(2)向下旋转至水平。
说明书 :
一种可调节式T型水翼隐身复合船及其控制方法
技术领域
背景技术
减少,以达到隐身的效果。然而,这类非传统船型的自身特点使得其稳性性能和常规船型相
比差别很大,其内倾设计导致船体倾斜时复原力矩较常规船型明显减少,尤其是大倾角时
的复原力矩,且内倾船型甲板上浪严重,有时整个艏部会埋入波浪中,引起较大的稳性损
失。因此,在高海况条件下,内倾船型的倾覆危险会明显大于常规船型,稳性问题已成为制
约内倾船型在水面舰船上应用的关键。
的T型翼,并且对T型翼这种附体给出了积极的评价。随着21世纪的逐渐深入,高性能船舶不
断向更高航速发起挑战,T型翼这种附体的作用也将越来越明显。但是传统水翼攻角、入水
深度不可调整,为给船舶的航行带来了许多的困扰。
发明内容
能够在舰船不同航行状况处于不同的位置,解决了传统内倾型隐身船稳定性能差的缺点,
改善了内倾舰船的稳定性。
所述工作箱内设置有传动装置和收缩装置,所述传动装置包括第一伺服电机、齿轮组和传
动轴组件,所述传动轴组件一端与齿轮组连接,所述水翼件连接设置在传动轴组件另一端,
并设置在工作箱外,所述第一伺服电机通过齿轮组带动传动轴旋转从而带动水翼件旋转,
所述收缩装置设置在传动装置与水翼件之间,所述收缩装置包括收缩件和带动收缩件收缩
的第二伺服电机,所述收缩件设有多个,多个收缩件与第二伺服电机并列设置,还包括上下
旋转装置,所述旋转装置包括第二气缸,所述第二气缸固定在工作箱内,所述水翼件通过伸
缩杆与第二气缸连接设置。
上方,所述导柱设有多个,多个导柱分别设置在第一气缸两侧。
齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮,所述第一齿轮连接设置在第一伺服电机上,所述第二齿轮
与第一齿轮啮合设置,所述传动轴组件包括第一传动轴和第二传动轴,所述第一传动轴与
第二齿轮固定连接,所述第二传动轴与第一传动轴可转动连接,所述水翼件固定设置在第
二传动轴的另一端。
定在固定架上,所述固定架通过加强筋与滑轨固定,所述第二伺服电机上连接有联轴器,所
述联轴器上连接有丝杠,所述丝杠通过螺母座固定至安装座板上。
定在球铰座上。
作箱放下,确定是否需要翼航;步骤3.如果需要翼航,第二伺服电机进行工作,带动水翼件
收缩,收缩后第一伺服电机进行工作,将水翼件旋转至合适位置后,运转结束;步骤4.如果
不需要翼航,第二伺服电机进行反向工作,将水翼件伸长,第一伺服电机工作带动水翼件旋
转至与水平面垂直后,运转结束;步骤5.如果不需要放下水翼件,则运转结束。
阻力,改善船舶耐波性能的作用,在浅水区、岗区非翼航时收起,不增加吃水;此外机翼的升
力大小和机翼的吃水深度也有着莫大的关联,升降的高度也可以在对机翼升力进行调整;
为舰船提供可观的阻力,充分利用内倾船型优秀的隐蔽的性能的同时改善内倾舰船的稳定
性。
附图说明
16、滚轮;17、滑轨;18、加强筋;19、第二伺服电机;20、联轴器;21、收缩件;22、固定架;23、螺
母座;24、丝杠;25、伸缩杆;26、球铰座;27、第二气缸;34、弹簧;36、导柱;37、导套;39、法兰
板。
具体实施方式
的隐蔽性。工作箱4通过升降装置设置在船身1下方,如图3所示为工作箱内部的结构示意
图,工作箱4内设置有传动装置和收缩装置。
通过导柱36固定在工作箱4上方,导柱36设有多个,多个导柱36分别设置在第一气缸5两侧,
在本实施例中,导柱36设有两个,两个导柱36对称设置在第一气缸5两侧。导柱36上套设有
弹簧34,弹簧34设置在安装底板6与工作箱4之间,从而缓解气缸运动过快产生的冲击。导柱
36端部设有导套37,导柱36通过导套37与安装底板6固定,并且导套37采用四个螺栓、螺母、
垫片固定在气缸安装座板12之上,提高升降的装置的稳定性。
一端,并设置在工作箱4外,第一伺服电机13通过齿轮组带动传动轴旋转从而带动水翼件2
旋转。
齿轮14连接设置在第一伺服电机13上,第二齿轮15与第一齿轮14啮合设置,并采用键加强
连接的紧密性。
一伺服电机13通过齿轮组之间的传动控制水翼件2的旋转,并且传动轴组件穿过工作箱4箱
体部分采用密封圈进行密封,在机翼转动的同时能够保证工作箱4的密封性。
示为滚轮16的结构示意图,收缩件21设有多个,多个收缩件21与第二伺服电机19并列设置,
滚轮16设置在收缩件21端部并滑动设置在滑轨17中,在本实施例中,收缩件21设有两个,滑
轨17设有四条,其中两条滑轨17固定设置在安装座板12未设有传动装置的一侧,另外两条
滑轨17对应固定在工作箱4内,两个收缩件21分别设置在四个滑轨17中,用于连接并维持工
作机构的稳定性能。
24,丝杠24通过螺母座23固定至安装座板12上,控制丝杠24正反转控制平台升降,带动水翼
件2伸缩。
固定在工作箱4内,水翼件2通过伸缩杆25与第二气缸27连接设置。球铰座26固定在第二传
动轴9上,第二气缸27采用双耳型气缸,双耳型气缸上分别连接有伸缩杆25,两根伸缩杆25
的另一端固定在球铰座26上,第二气缸27通过伸缩运动控制机翼上下旋转。
首L/4处,水翼件2的长度为船身1的L/20,水翼件2上开设五个可开合减压孔,防止水翼工作
时因过大的水压而导致变形。
下水翼件2;步骤2.如果需要放下水翼件2,升降装置工作,将工作箱4放下,确定是否需要翼
航,工作箱4连带水翼件2放下后,第二气缸27开始工作,水翼件2向下旋转至水平。
二伺服电机19进行反向工作,将水翼件2伸长,第一伺服电机13工作带动水翼件2旋转至与
水平面垂直后,运转结束;步骤5.如果不需要放下水翼件2,则运转结束。
转,改变机翼升力与阻力。丝杠24传动与第二伺服电机19的组合使水翼件2具有伸缩功能,
CB双耳型气缸与球铰座26配合完成机翼上下旋转,通过气缸调节机翼入水深度,不仅可以
调节水翼件2升力与阻力,亦可以使舰船在浅水区、港区非翼航行时,收起水翼,不增加吃
水。
至与水面垂直90°方向,闭合孔打开为舰船提供阻力,缩短降速过程。当海况较为恶劣时,不
考虑舰船航速优化效果,只考虑舰船稳定性能,调整水翼件2攻角。当舰船面临港湾等潜水
地区时,CB双耳型气缸工作,水翼向上旋转,收缩装置工作,收起水翼件2收起。