[发明专利]一种基于喷水推进器的矢量控制装置

权利要求书

1.一种基于喷水推进器的矢量控制装置，其特征在于：包括喷口法兰盘、折流板、折流板支座、转动轴、方向控制连杆、执行连杆和液压驱动组件；

所述喷口法兰盘与船舶喷水推进器管路尾端连接；

所述折流板有上下左右四个，两两对称设置，布置在喷水推进器喷口喷射流出口，安装于所述喷口法兰盘出口外端，折流板与转动轴连接，折流板可绕轴旋转，每个折流板均能够单独运动；

所述折流板尺寸的计算方法如下：

折流板主要的参数有长D₁，宽D₂，高D₃；

折流板长D₁按照下述公式确定，

D₁＝1.14D-76.6 (1)

式中D为与矢量控制装置配对安装的喷水推进泵管路的直径；

由于管路内体积流量Q、平均流速v与管路直径D存在下述关系：

式中A为过流断面的面积，上式物理意义为体积流量为通过该过流断面的平均流速与面积的乘积；

故有

折流板长D₁根据式(1)与配套的喷水推进泵管路直径确定，或根据式(3)由管路内体积流量与平均流速得出；

折流板宽D₂大小主要取决于折流板的结构强度，其数值应不小于0.04D，同时考虑到流动损失，尺寸应不大于0.4D，即D₂＝(0.04～0.4)D；

折流板高D₃大小受管路尺寸限制与结构干涉影响，其数值应不大于0.4D，即D₃≤0.4D；

所述折流板支座底部设置两个螺纹孔，通过螺栓固连在喷口法兰盘出口外端；

所述转动轴一端通过销与折流板连接，另一端与方向控制连杆销连接。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述液压驱动组件由两套型号相同的液压驱动系统组成，液压驱动系统对称地安装在船舶出水口的两端，液压驱动系统包括液压泵、液压缸、单向阀、伺服阀和溢流阀；采用液压驱动组件能够以使方向控制连杆一端受拉力的同时，另一端受压力，更快地实现折流板的转动。

3.采用如权利要求2所述装置改变喷水推进器出口处的水流运动方向，进而改变喷水推进器运动方向的方法，其特征在于：控制器初始化并每隔一定时间从折流板转角传感器获得当前的折流板转角，控制器接收发送来的控制指令并比较期望折流板转角与当前实际折流板转角的大小，若期望折流板转角大/小于当前实际折流板转角，则液压泵将液压能转换为驱动执行连杆运动的机械能，执行连杆的运动使得方向控制连杆两端受方向相反的力，受力后方向控制连杆会发生绕质心位置的转动，而方向控制连杆又在质心位置处与转动轴通过销连接，从而带动转动轴发生转动，转动轴通过销连接与折流板配合，当转动轴发生转动时，折流板随之发生绕转动轴轴心的转动，从而改变喷水推进器出口处的水流运动方向。