[发明专利]基于二维矢量推进器和移动重物的组合式船舶减摇装置

说明书

基于二维矢量推进器和移动重物的组合式船舶减摇装置，涉及船舶减摇装置。横摇螺旋桨通过螺旋桨摆杆与直流动力电机联轴器连接，直流动力电机联轴器通过动力电机支架与动力电机连接，动力电机支架与摇摆电机通过直流动力电机联轴器连接，动力电机支架安装在直流电机托台上，后置动力螺旋桨支架与船舶用于前后移动的螺旋桨连接，导轨重物安装在导轨上，导轨安装在型材平台上，导轨左右两侧安装有直流电机托台，摇摆电机后部两侧安装有用于船体前后移动的船舶用于前后移动的螺旋桨，型材平台与两侧的直流电机托台紧邻安装，摇摆电机联轴器与摇摆电机相连，摇摆电机设在摇摆电机托台上，船体与型材板的连接件设在型材平台上。

技术领域

本发明涉及船舶减摇装置，尤其是涉及基于二维矢量推进器和移动重物的组合式船舶减摇装置。

背景技术

船舶在海浪中航行，由于受到风、浪、海流等因素的影响，将产生6个自由度的运动：横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡。对这些运动的控制不当，会引起姿态失稳，危及船舶航行安全([1]Perez T,Blanke M.Ship roll damping control[J].Annual Reviews inControl，2012，36(1):129-147)。船舶在河海中航行时的摇晃以横摇为主，为了减少船舶的摇晃，一般船体上都会被改造装上一些减摇装置。在一些游艇为主的奢侈品中，舒适性成为衡量游艇优劣的非常重要的指标。

减摇鳍是目前效果比较好、应用范围广、装船量高的一种减摇方式，但是，减摇鳍只是在高速下减摇效果明显，在低速以及零航速下减摇效果很不明显。

减摇水仓应用范围也比较广，减摇水仓利用船内反向力矩的作用，减摇效果也非常好，但是减摇水仓对船体的改动较大一般占到全船约1％～4％的排水量，不适合小型机动性能高的船只。

减摇陀螺是利用动力陀螺的物理特性，在将其进动轴沿船体横向布置时，通过旋转飞轮的角动量与飞轮进动振荡的组合产生稳定转矩，以抵抗横摇运动。近年来，随着材料、电气驱动、数字控制等技术的进步，在游艇行业的发展及零航速减摇需求的推动下，陀螺稳定器又出现了进一步发展。如，最新驱动和轴承技术能够使旋转轮在尺寸缩小的同时增加其角速度；此外，数字控制系统可实现状态监测及动态特性自适应进动控制，以满足不同航行环境条件下的减摇控制要求([2]Steinmann P,Perez T.Gyro-stabilised high-speed trimarans[C]//RINA Iinternational Conference on Innovation in High-speed Marine Vessels,Fremantle,Australia.January，2009)。虽然减摇陀螺的减摇效果比较好，但是技术难度较高、造价较贵。

利用重物在转动系统中沿径向方向运动时的科氏效应，日本横滨国立大学的Hirakawa等([3]Hirakawa Y,Hirayama T,Kakizoe K,et al.Sea trial of prototypeVertical Weight Stabilizer(VWS)anti-rolling system for small ships[J].Journalof Marine ScienceTechnology,2014,19(3):292-301)提出了一种垂直重力稳定器系统，并在船模实验中证实了其有效性，然而缺乏合适的致动器，该系统实际应用较为困难。

所以，现在需要一种全航速下减摇效果比较好、对船体改动较小以及造价低廉的减摇装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够大幅度解决游艇横摇摇晃的作用，在各种航速下减摇效果都比较好、对船体改动较小以及造价低廉的基于二维矢量推进器和移动重物的组合式船舶减摇装置。