[发明专利]冲箱式多模态减摇装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲箱式多模态减摇装置。

背景技术

船舶及海洋工程浮动建筑在海面上航行或作业时，不可避免有风浪引发的摇摆，包括横摇、纵摇、垂荡（升沉）、首摇等，摇荡会造成船舶载荷增加、降低船舶作业效率、引起乘客和船员眩晕、严重时甚至引发倾覆事故，船舶减摇装置是一类消除或减缓船舶摇荡的专用设备的总称，减摇装置从力学原理分类可分为增大摇荡阻尼和增加抗波倾力矩两类，根据减摇装置工作时是否需要从外部提供动力分为被动和主动式两类，其中比较经典、应用较多的不超过10种，例如，舭龙骨因其结构简单，初期投资低、适应性好而作为船舶的标配，以致人们常常遗忘它的被动减摇器老大的地位；减摇鳍是主动式减摇装置的杰出代表，因其减摇效率高、尺寸小（与零速减摇鳍比较）、重量轻（与减摇水舱、减摇陀螺比较）而受到船东的青睐，在中高速小船上较常见，但由于其力学原理和控制系统高可靠性要求，限制了在零航速（低速）大吨位船舶的应用；

主动式减摇水舱的原理直观易懂，船舶设计师熟悉的压载水舱可以看成减摇水舱的雏形，然而将大量水从一个舱泵至另一个舱所消耗的能量之大着实令人生畏，或许成为主动式减摇水舱极少实船应用的原因，被动式减摇水舱力学原理与主动式相距甚远，典型的被动式减摇水舱有自由表面水舱、U形水舱，均巧妙地应用“双谐摇原理”，使水舱内水的摇荡运动相位落后于海上波浪运动180°，水舱水产生的阻尼力矩部分地抵消了波浪扰动力矩。被动式减摇水舱与主动式减摇水舱都需要占用舱内较大容积，被动式减摇水舱在谐摇区减摇效果明显，在非谐摇区有可能增大摇摆，可控被动减摇水舱在被动水舱的基础上对舱内水流动的速度和相位进行调节以提高减摇效果，设计良好的可控被动减摇水舱的减摇效果可达50%，减摇水舱的设计必须与船体总体设计同步进行，控制系统一般由专业厂商提供；舵减摇装置利用尾舵来实施，它巧妙地利用了转向操纵运动和横摇周期的差异，在实施操纵控制的同时又达到减摇的目的，表面上看似乎很合算，但减摇需要频繁摆动舵叶，普通舵机不能胜任，需要更换特殊舵机，而且舵减摇效果远差于减摇鳍，综合计算其整体费效比或低于减摇鳍，所以实船应用并不太多；减摇陀螺的减摇机理与众不同，结构紧凑、无航速限制、不增加航行阻力、效率很高，减摇陀螺的关键技术是高速转子轴承的润滑和冷却、转子腔内维持真空、消除陀螺减摇器对首摇的扰动力矩。目前实际应用的减摇陀螺单机功率有限；零速减摇鳍的力学原理与传统的减摇鳍完全不同，传统的减摇鳍阻尼力矩来自机翼的升力，零速减摇鳍应称为“扑翼”，更适用于水下机器人等小型潜器的姿态调整，未见大型船舶上实际应用；Magnus效应回转轴减摇器外型是一根旋转的圆柱，早期出现在特种舵中，其结构简单、便于收放、响应敏捷，是一种不错的主动减摇装置，Magnus效应回转轴减摇器需要有“来流”，所以船舶系泊状态下是无法使用的。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在主动、被动、被动可控等多种模态间切换，亦可混合模态工作的冲箱式多模态减摇装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种冲箱式多模态减摇装置，包括箱体、冲箱顶板、中隔板、冲箱底板、摇臂、驱动动力装置、连杆、连接转轴、上滚轮和下滚轮，冲箱顶板和冲箱底板分别安装在箱体的上下两端，中隔板安装在箱体内，连杆一端与摇臂连接，另一端通过连接转轴连接在箱体上，驱动动力装置与摇臂连接，上滚轮和下滚轮分别安装在箱体的背面，减摇装置通过摇臂与船体连接，船体上安装有轨道，减摇装置的上滚轮和下滚轮沿轨道上下移动。

所述减摇装置为一组或多组。

所述冲箱顶板上设有通气阀。

所述中隔板上设有流水阀。

所述冲箱底板上设有流水阀。

所述驱动动力装置为液压作动器或电动伺服缸。