[发明专利]滑块式船舶襟翼舵任意转角比传动装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种船舶的推进装置或操舵装置。具体地说是一种船舶襟翼 舵联合控制的传动装置。

(二)背景技术

两个相同展弦比、同等弦长的机翼，在相同攻角条件下，具有拱度的弯曲 机翼比对称剖面机翼具有较大的升力系数，这是由于拱度的作用相当于增大了攻 角。襟翼舵是将舵按一定比例分成主舵和翼舵两个部分，通过传动装置使主舵与 翼舵之间产生一个夹角，实际上是将一个一般的流线型舵变为一个具有一定拱度 的舵。从广义上来说，翼舵相当于可变拱度的机翼，在来流发生分离之前，在相 同的主舵角时可提供更大的升力，大大改善了舰船的操纵性能和耐波性能。同时， 在处于零位置时，整个舵又呈现对称机翼剖面，减小阻力，保证舰船直航时的航 行稳定性，因此翼舵的水动力性能和控制、形状设计的研究越来越引起造船界的 重视。

主舵与翼舵之间的传动装置通常有导杆式、滑槽式、铰链式和摆杆式等多种 形式。这些传动装置的普遍特点是主舵与翼舵之间具有固定的转角比，即翼舵的 转动角度与主舵的转动角度成固定比例，翼舵无法脱离主舵的限制而自由转动。 与普通的对称剖面舵相比，具有固定转角比的襟翼舵提高了对动力控制性能，但 由于转角比的固定，翼舵无法脱离主舵自由转动，使得船舶控制性能的提高收到 了限制。

哈尔滨工程大学学报，2003年第3期上刊登的“船舶主舵/襟舵广义预测联 合控制研究”、中国优秀硕士学位论文全文数据库，2007年公开的“舰船航向- 舵/舵翼智能协调控制研究”等文献中涉及的技术方案，主要侧重控制规律设计。

专利申请号为200710072690.1，名称为“船舶舵/翼舵任意转角比传动装置” 的专利申请文件中公开了一种“翼舵的转动可以脱离主舵的限制，相当于在舵上 增加一个相对独立运动的小控制面来明显改善舵流体动力性能，改善舵系统航向 控制性能”的技术方案。但是其传动机构比较复杂，结构也不十分紧凑，不能完 全适应于提高船舶的适航性的要求。

专利申请号为200810064564.6，名称为“一种船舶舵/翼舵任意转角比传动 装置”的专利申请文件中公开了一种“翼舵的转动可以脱离主舵的限制，相当 于在舵上增加一个相对独立运动的小控制面来明显改善舵流体动力性能，改善舵 系统航向控制性能”的技术方案。但是其主舵和翼舵之间采用齿轮传动，齿轮的 体积导致装置结构外形不规则，影响船舶的水动力性能。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、紧凑，利用滑块机构能使舵与翼舵之 间产生任意转角比、提高船舶控制性能的滑块式船舶襟翼舵任意转角比传动装 置。

本发明的目的是这样实现的：

它包括主舵叶、主舵轴、翼舵叶、翼舵轴，主舵轴通过船底密封穿过船底壳， 主舵叶安装于主舵轴上，翼舵叶安装于翼舵轴上，它还包括固定导轨、定滑块、 滑动轴承、动滑块、动滑道、液压油缸及活塞杆，液压油缸安装在船底壳内部， 液压油缸的活塞杆穿过船底壳与动滑块连接，动滑块上连接有定滑块，动滑块外 安装有滑动轴承，定滑块安装于固定导轨内，动滑块安装于动滑道内，翼舵轴与 动滑道相连接。

本发明的工作原理为：

当主舵轴带动主舵叶转动一定角度时，由于动滑道和动滑块的影响，翼舵 叶在转动与主舵叶相同角度的同时，还会产生一个附加的角度；当液压缸驱动动 滑块在动滑道内运动时，由于动滑块与定滑块相连，且定滑块只能在固定导轨内 运动，随着液压杆的伸缩，动滑道将进一步改变主舵轴的转角，即液压杆长度的 变化将导致翼舵叶角度的变化。

本发明的主要动作过程如下：

1、当主舵轴转动、液压缸不动时，主舵叶带动翼舵轴以主舵轴为圆心转动； 翼舵轴围绕主舵轴为圆心的转动带动动滑道围绕定滑块为圆心转动；由于动滑道 的长度小于主舵轴和翼舵轴的间距，当翼舵轴转动相同弧度时，翼舵轴转过的以 定滑块为圆心的圆心角小于以主舵轴为圆心的圆心角，所以翼舵叶跟随主舵叶转 动相同角度的同时，还将产生一个附加角度。

2、当主舵轴不转动，液压缸活塞杆伸缩时，由于动滑块与定滑块相连接； 定滑块安只能在固定导轨内运动、动滑块安装于动滑道，导致动滑块迫使动滑道 以翼舵轴为圆心转动，即液压缸活塞杆伸缩将进一步改变翼舵叶的角度。

3、当主舵轴与液压缸同时动作时，主舵和翼舵将分别转动，互不影响。