基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于减少船艇横摇运动的设备，特别是一种全航速减摇鳍。

背景技术：

2.现有减摇鳍装置已能为各式船只提供多种减摇配置方案，技术相对成熟，保证船只在中/高航速下具有良好的减摇需求，但近来年随着船只对低航速甚至零航速下减摇需求日趋迫切，为此，国内开发了减摇水舱与减摇鳍联合的综合减摇系统，即零航速下使用减摇水舱减摇，中/高航速下使用减摇水舱与减摇鳍联合减摇，但需要设计、安装、维护两套独立设备，经济性欠佳，且占用较大舱内空间，增加全船排水量，影响航行阻力。
3.国外多家全航速减摇鳍厂家大多采用在现有减摇鳍基础上改进而使其具备全航速减摇能力的解决方案，即在中/高航速下，减摇鳍采用常规工作模式，通过改变鳍与水流攻角产生升力进行减摇；在零航速下，减摇鳍切换至零航速模式，通过驱动鳍叶拍击水，通过水产生的反作用力进行减摇。一般常规工作模式需要减摇鳍提供较大的扭矩和一般的转速，零航速模式则需要减摇鳍提供一般的扭矩和较大的转速，但由于传统减摇鳍仅有一个运动轴用于船舶减摇，为了兼顾两种工况，在系统设计之时就需要系统提供较大的扭矩和较大的转速，这就会导致设备在原有基础上性能并未提升，但需要更大的功率、重量和占舱空间以同时获得较好的常规航速与一般的零航速减摇效果。
4.为了克服现有全航速减摇鳍零航速效果一般，功率、重量、占舱尺寸较大的问题，需要设计一种新的全航速减摇鳍装置，将常规航速工况与零航速工况通过两个运动轴分立：常规航速下，通过转鳍油缸驱动鳍柄，鳍柄带动鳍轴与鳍旋转，使鳍产生一定的流体攻角，产生减摇力矩进行减摇；零航速下，采用大展弦比鳍型以获得较大的升阻比，通过转鳍油缸提前将鳍旋转至合适的角度并保持锁紧，通过推挽式结构使收放油缸带动齿轮，齿轮将推挽角度放大后驱动大展弦比鳍，以垂直与鳍的方向为轴线，在水中扫略，使鳍在静水中获得与流体的相对速度，从而产生减摇力矩，实现零航速减摇。

技术实现要素：

5.为实现新型全航速减摇鳍常规航速工况与零航速工况的分立，配合新型全航速减摇鳍零航速减摇工作原理的实现，本实用新型提供一种基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，通过重新设计与之相适应的大展弦比鳍，具备较高的升阻比，使新型减摇鳍在零航速减摇扫略的过程中克服较小的阻力就能产生较大的零航速升力，而在常规航速下又能产生与鳍型相当的升力；通过双缸推挽驱动鳍柄旋转，鳍柄与增速传动的齿轮传动组相连，将扫略鳍柄的旋转角度与旋转角速度放大至鳍的扫略上，提升大展弦比鳍的扫略角度与扫略角速度，以获得更大的相对流速产生更大的零航速升力，与升力作用时间；通过在水下布置大展弦比鳍的支撑延伸段，扩大鳍在扫略时的工作半径，提升鳍上的相对流速，以获得更大的零航速升力。常规航速下，通过与齿轮传动组垂直布置的转鳍油缸带动转鳍鳍柄，实现鳍与鳍轴的常规减摇工况。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，由大展弦比鳍、水下支撑段、鳍轴组、转鳍机构、扫略机构组成，所述大展弦比鳍通过鳍轴组中的鳍轴安装于水下支撑段安装空间内，所述鳍轴连接转鳍机构，在常规航速工况时，由转鳍机构驱动大展弦比鳍旋转，实现常规航速减摇；所述水下支撑段连接扫略机构，在零航速工况下，由扫略机构驱动大展弦比鳍扫略，实现零航速减摇。
7.进一步，所述大展弦比鳍与鳍轴之间通过锥度连接紧固并传递扭矩。
8.进一步，所述转鳍机构包括转鳍油缸、转鳍连杆、转鳍鳍柄，所述转鳍鳍柄通过键连接鳍轴以及所述转鳍鳍柄通过转鳍连杆与转鳍油缸连接，共同组成凸轮机构，用于将转鳍油缸的直线运动转化为大展弦比鳍的旋转运动。
9.进一步，所述转鳍鳍柄与转鳍连杆和转鳍连杆与转鳍油缸均通过耳环与销的方式连接。
10.进一步，所述扫略机构包括推挽油缸、扫略鳍柄、增速齿轮组，所述增速齿轮组的输入轴通过键连接扫略鳍柄，所述扫略鳍柄两端分别铰接一个推挽油缸，所述推挽油缸铰接在油缸安装座所述油缸安装座固定连接在支承座上，所述增速齿轮组的扭矩输出轴通过螺栓与水下支撑段固定连接。
11.进一步，所述推挽油缸与扫略鳍柄和推挽油缸与油缸安装座均通过耳环与销实现铰接。
12.进一步，所述基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍通过支承座与船体定位安装，并通过焊接实现固定，并使大展弦比鳍与水下支撑段部分位于舱外，其余部件位于舱内。
13.本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型通过利用原收放式减摇鳍的收放轴作为零航速减摇的运动轴，实现了常规航速与零航速工况下运动轴的分立，避免了普通全航速减摇鳍不同工况下的矛盾；通过采用大展弦比鳍型，在保留常规航速减摇效果的基础上，拓展了利用收放轴实现零航速减摇的功能；通过双缸推挽与增速齿轮组相结合的方式，提升了零航速工况下扫鳍速度与扫鳍角度，进一步提升了新型全航速减摇鳍零航速效果；通过增加水下支撑段，扩大了零航速减摇时，鳍的扫略半径，进一步增大了相对流速，提升了零航速效果。
15.综上所述，本实用新型涉及的新型全航速减摇鳍装置能够保持在原有常规航速减摇能力、功率、重量、占舱尺寸基本不变的前提下，提升零航速减摇能力40％以上，有助于实现新型全航速减摇鳍装置的性能，具有较大的技术进步和经济、社会效益。
附图说明
16.图1是本实用新型的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍结构主视图；
17.图2是图1的俯视图；
18.图3是图2中沿a-a的剖视图。
具体实施方式
19.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
20.如图1到图3所示，本实用新型的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，主要由大展弦比鳍1、推挽油缸2、扫略鳍柄3、支承座4、增速齿轮组5、转鳍油缸6、转鳍连杆7、转鳍鳍
柄8、鳍轴9、水下支撑段10、油缸安装座11、船体12等组成。
21.本实施例中主要通过支承座4与船体12定位安装，并通过焊接实现固定，需保证大展弦比鳍1与水下支撑段10部分位于舱外，其余部件位于舱内。
22.大展弦比鳍1与鳍轴9通过锥度连接紧固并传递扭矩，鳍轴9安装于水下支撑段10安装空间内，鳍轴9通过键与转鳍鳍柄8连接并传递扭矩，转鳍鳍柄8与转鳍连杆7、转鳍连杆7与转鳍油缸6通过耳环与销的方式连接，共同组成凸轮机构，在常规航速工况时将转鳍油缸的直线运动转化为鳍的旋转运动，实现常规航速减摇。
23.推挽油缸2与油缸安装座11通过耳环与销实现铰接，油缸安装座11固定在支承座4上，推挽油缸2与扫略鳍柄3通过耳环与销实现铰接，扫略鳍柄3通过键与增速齿轮组5连接并传递扭矩，增速齿轮组5通过螺栓与水下支撑段10连接并固定。零航速工况时，首先驱动转鳍油缸6，使大展弦比鳍1旋转至合适角度后通过液压锁紧，然后驱动一对推挽油缸2反向运动，即一缸活塞杆伸出，另一缸活塞杆收回，驱动扫略鳍柄3进行往复回转运动，往复回转运动通过增速齿轮组5进一步放大扫略角度与扫略角速度，使水下支撑段10通过鳍轴9带动大展弦比鳍1共同实现扫略。此时，大展弦比鳍1已经绕自身轴线旋转了一定角度，与水流产生了一定的攻角，沿竖直方向轴线扫略过程中又与水流产生了相对速度，具备了通过流体动力产生升力的条件，从而实现零航速减摇。

技术特征：

1.一种基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，其特征在于：由大展弦比鳍、水下支撑段、鳍轴组、转鳍机构、扫略机构组成，所述大展弦比鳍通过鳍轴组中的鳍轴安装于水下支撑段安装空间内，所述鳍轴连接转鳍机构，在常规航速工况时，由转鳍机构驱动大展弦比鳍旋转，实现常规航速减摇；所述水下支撑段连接扫略机构，在零航速工况下，由扫略机构驱动大展弦比鳍扫略，实现零航速减摇。2.根据权利要求1所述的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，其特征在于：所述大展弦比鳍与鳍轴之间通过锥度连接紧固并传递扭矩。3.根据权利要求1所述的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，其特征在于：所述转鳍机构包括转鳍油缸、转鳍连杆、转鳍鳍柄，所述转鳍鳍柄通过键连接鳍轴以及所述转鳍鳍柄通过转鳍连杆与转鳍油缸连接，共同组成凸轮机构，用于将转鳍油缸的直线运动转化为大展弦比鳍的旋转运动。4.根据权利要求3所述的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，其特征在于：所述转鳍鳍柄与转鳍连杆和转鳍连杆与转鳍油缸均通过耳环与销的方式连接。5.根据权利要求1所述的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，其特征在于：所述扫略机构包括推挽油缸、扫略鳍柄、增速齿轮组，所述增速齿轮组的输入轴通过键连接扫略鳍柄，所述扫略鳍柄两端分别铰接一个推挽油缸，所述推挽油缸铰接在油缸安装座所述油缸安装座固定连接在支承座上，所述增速齿轮组的扭矩输出轴通过螺栓与水下支撑段固定连接。6.根据权利要求5所述的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，其特征在于：所述推挽油缸与扫略鳍柄和推挽油缸与油缸安装座均通过耳环与销实现铰接。7.根据权利要求1-6任一所述的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，其特征在于：所述基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍通过支承座与船体定位安装，并通过焊接实现固定，使大展弦比鳍与水下支撑段部分位于舱外，其余部件位于舱内。

技术总结

本实用新型涉及一种基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍，由大展弦比鳍、水下支撑段、鳍轴组、转鳍机构、扫略机构组成，所述大展弦比鳍通过鳍轴组中的鳍轴安装于水下支撑段安装空间内，所述鳍轴连接转鳍机构，在常规航速工况时，由转鳍机构驱动大展弦比鳍旋转，实现常规航速减摇；所述水下支撑段连接扫略机构，在零航速工况下，由扫略机构驱动大展弦比鳍扫略，实现零航速减摇。本实用新型的基于齿轮传动的推挽式全航速减摇鳍能够保持在原有常规航速减摇能力、功率、重量、占舱尺寸基本不变的前提下，提升零航速减摇能力40％以上，有助于实现新型全航速减摇鳍装置的性能。新型全航速减摇鳍装置的性能。新型全航速减摇鳍装置的性能。