[发明专利]一种船用永磁式磁悬浮抗摇摆自动平衡系统及其应用

说明书

一种船用永磁式磁悬浮抗摇摆自动平衡系统，其特征在于：所述的抗摆动平衡系统包括：设置在船体中心线位置、重心以下船舱内的某一舱体内平面上的滑动式平衡机构、信号传感机构及自动操控系统；所述的滑动式平衡机构由永磁式磁浮阵列轨道装置、直线电机、以及设置在永磁式磁浮阵列轨道装置上部的配重载物台和固定在配重载物台上的可移动的配重件构成；通过由信号传感机构触发、并经自动操控系统操控下的构成直线电机组构件之一的电机动子的驱动，自动将可移动的配重件移向船体摇摆的高位一侧；在随可移动配重载物台上可移动配重件形成的、可随机变化的力矩的作用下，促使摇摆中处于高位一侧的船体下降，短时间内恢复船体平衡。

技术领域

本发明涉及船舶安全保障技术领域，尤其是一种船用永磁式磁悬浮抗摇摆自动平衡系统，适用于各类船舶的安全航行使用。

背景技术

船舶在外力的作用下，易偏离其固有的平衡状态发生倾斜，当外力消失后能自行恢复到平衡位置，称之为船舶的稳定性。当在外力的作用下不能恢复其平衡位置时，就有可能发生船舶倾覆意外。近年来发生了多起船舶在外力的作用下的倾覆事件，如韩国的“世越号”和中国的“东方之星”号轮船的倾覆事故，不仅造成了轮船的倾覆，同时也造成的数百人的死亡事故。造成上述倾覆事故的主要原因是：当外力作用于船体时船体失去平衡能力，导致船体最终发生倾斜、侧翻，颠覆后沉入河海中。

目前解决船体平衡的主要方法有以下三种：

一、减摇鳍

在船体的水下左右两侧安装两个(或者四个)鳍，在风、水流和水浪对船体造成左右摇摆时，适时给予补偿一个反作用力，使船体及时恢复左右平衡状态。但是这种装置的造价昂贵，一般均使用在军用船舶和大型游轮上。

二、减压水舱

一般将减压水舱装在船体的左右两侧，两者之间由阀门和管道串接联通。当船一侧的船舷抬高时，减压水舱内的水体很自然低流向处于低位的减压水舱的另一侧，此时关闭处于减压水舱中间位置的阀门，启动水泵将储存在低位水舱内的快速地泵入高位水舱内；由于处于高位侧水舱内受注如水体的重量以及船体本身重量的共同作用下，使船的高位一侧下沉，低位一侧的水舱往上抬升，当低位水舱高于船体的平衡位置时阀门打开，原先高位一侧的水流体流入原先处于低位一侧的水舱，形成了一个反作用力，这样来回运动使船体得到平衡。

此种平衡装置的缺陷在于：不仅平衡的速度比较慢，而且占用船体有效空间、增加制造成本和使用成本。

三、力矩减摇仪

该方法是根据陀螺仪高速旋转后产生的一种力矩，这个力矩通过机械结构作用到船体上，同时要求这个力作用到船体上以后与风、浪等形成的对船体的力的作用方向相反，从而导致受风、浪影响的船体恢复正常的平衡状态；该方法和装置的缺陷是：陀螺的稳定性操作时间较长，大约需要15分钟以上，而且造价比较高。同时，由于力矩比较小，只能在10吨以下的船舶中使用。

综上所述的船舶减摇技术和装置，不管采用哪一种方式都或多或少存在一些问题，特别在实际的适用性上都存在不足，因此在实际的船舶制造或设计中好大一部分船都未考虑安装上述提到的减摇装置，从而造成相当一部分船舶翻船悲剧的发生。

因此，为了可靠地解决船舶的抗倾覆问题，寻求一种科学、有效的船舶减摇方法及装置，提高船舶受外力影响时的平衡能力已成为船舶设计制造业亟需解决的课题。

发明内容

本发明的目的：旨在提出一种船用永磁式磁悬浮抗摇摆自动平衡系统。