[实用新型]一种基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置

说明书

本实用新型公开了一种基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置。由横梁支架（1）、左驱动油缸（2）、右驱动油缸（3）、摆锤杆（4）、摆锤（5）和液压系统组成。液压系统配有液压油箱（9）和电动液压泵（11），用于提供动力。左驱动油缸（2）和右驱动油缸（3）用于驱动摆锤（5）以船舶横摇轴为中心来回摆动。当船舶受海浪等因素影响产生向左或向右摇摆时，系统将通过左右驱动油缸驱动摆锤（5）向着船舶横摇的反方向进行摆动，从而使船舶获得抵抗横摇力矩的减摇力矩。该减摇装置通过控制摆锤（5）摆动的方向和速度来控制摆锤（5）上惯性力的大小并将其转化为船舶的减摇力矩，以实现船舶零航速时的主动减摇。

技术领域

本实用新型涉及船舶运动控制领域，具体是一种基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置。

背景技术

常规的减摇鳍通过鳍面将船舶的一部分动力转化为减小船舶摇晃的减摇力矩，因此常规的减摇鳍在零航速时无法提供减摇力矩。经过减摇技术的发展已经出现了零航速减摇鳍，它们可以在船舶停止航行或者航速很小时实现船舶的减摇。现有的零航速减摇鳍在零航速时主要依靠鳍面反复上下摆动，从而在鳍上产生减摇力矩。由此可见虽然现有的零航速减摇鳍在船舶零航速时具有一定的减摇性能，但是由于其仅依靠减摇鳍的上下反复摆动来产生减摇力矩，因此其减摇性能具有一定的局限性的，当船舶横摇幅度和周期较大时要达到比较好的减摇性能还是需要一定的来流速度，而且减摇鳍伸出船体外部破坏了船体结构还给维护和操作带来不便。

中国专利公开号CN102343971A中公开了一种舰船带自动控制结构的减摇及能量回收装置，该装置包括支架和悬挂在支架上的垂体、传动件与能量回收结构。在舰船摇摆时垂体在重力和惯性作用下产生与舰体摆动方向相反的摆动来减小舰船的摇摆并且对摆锤运动的能量进行回收。该装置没有驱动装置，摆锤的运动是被动的，在船舶横摇到一定角度后摆锤由于惯性和重力作用而随之产生摆动。该装置对舰船摇摆的减摇作用十分有限，因为该装置是一种被动减摇。要实现最大限度地减小船体的摇摆或者完全消除船体的摇摆需要设计主动减摇装置来产生抵消船体摇摆的减摇力矩。

中国专利公开号CN2208622Y中公开了一种可减少船只横摇和利用风浪能量的装置，该装置设置有摆锤和用于回收能量的液压装置，同样该摆锤的运动是被动的。该装置将一部分的海浪等引起的船舶摇摆的能量进行储存达到减小船体摇摆作用，但是其自身不能产生减摇力矩，因此对船舶的减摇作用很有限。

实用新型内容

本实用新型目的在于，提供一种基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置，该装置不依靠来流速度且设备不伸出至船体外侧，实现在任意航速时减小或消除船舶的横摇。

为了实现上述的目的，本实用新型采用如下技术方案时：本实用新型公开了一种基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置，所述的一种基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置包括横梁支架、左驱动油缸、右驱动油缸、摆锤杆、摆锤、摆动轴承、左驱动油缸连接座、轴销、右驱动油缸连接座和液压系统，其特征是所述横梁支架的两端通过焊接固定在船舶的船体上以实现该基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置的安装固定。该装置在不工作时左驱动油缸和右驱动油缸停止伸缩并固定摆锤。当船舶受到海浪扰动产生横摇运动时，通过控制左驱动油缸和右驱动油缸的伸缩来驱动摆锤以摆动轴承为中心左右摆动。摆锤为具有较大质量的质量块，在左驱动油缸和右驱动油缸向摆锤杆施加力的同时摆锤同时产生惯性力并通过摆锤杆施加到左驱动油缸和右驱动油缸上，左驱动油缸和右驱动油缸将摆锤的惯性力经过横梁支架传递给船体从而使得船体获得与波浪引起的横摇力矩相反的减摇力矩，并由此实现对船舶的减摇。

现代船舶均设置了压载水舱，为了满足航行工况的要求，船舶需要压载一定量的海水进行航行。在安装该基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置后，可以减少一定量的船舶压载水，以至于该基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置的设置不影响船舶的载重量。在一般的货轮和集装箱船舶上，位于货舱之间为横隔空舱，可以将一部分的横隔空舱用来装配本方案中的基于惯性力控制的船舶零航速减摇装置。