一种船用舵效增强装置

1.本实用新型属于船舶技术领域，涉及一种船用舵效增强装置。


背景技术：

2.目前，船舶在航行过程中通常采取操舵来改变航向，其原理是将舵叶偏转与水流方向形成一定夹角，舵叶两侧产生压力差，该作用力通过舵杆传递至船体，形成转船力矩。根据流体力学知识可知，转船力矩与舵叶攻角和来流速度密切相关，在舵叶转动过程中存在最大舵角限制，并且船舶航速较低时舵效较差，影响船舶在近距紧急转向避险或低速靠离泊时的操纵性。另外，在内河浅水水域，船舶舵叶尺寸受吃水限制，也会影响到船舶的操纵性能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种船用舵效增强装置，该装置结构简单、空间占用小，可有效提高船舶的转向操纵性能。
4.为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
5.一种船用舵效增强装置，包括舵叶主体，所述舵叶主体上设有活动筒和用于安装活动筒的安装孔，活动筒与安装孔的孔壁形成密封空腔，活动筒的两端与安装孔的孔壁滑动连接；所述空腔内设有用于带动活动筒转动的转动轴、驱动转动轴转动的电机和用于给电机供电的电源，转动轴的两端与安装孔的孔壁转动连接。
6.可选的，所述空腔内设有用于活动筒定形的从动轴，从动轴的两端分别与安装孔的孔壁转动连接，从动轴的轴壁与活动筒的内筒壁滚动连接。
7.可选的，所述电机的输出轴上设有驱动齿轮，转动轴套设有连接齿轮，驱动齿轮与连接齿轮啮合连接。
8.可选的，所述转动轴上套设有主动齿轮，活动筒的内侧壁设有与主动齿轮相匹配的齿条，主动齿轮与齿条啮合连接。
9.可选的，所述从动轴上套设有从动齿轮，从动齿轮与齿条啮合连接。
10.可选的，所述活动筒的筒壁包括柔软钢质金属材质的内层和光滑橡胶材质的外层。
11.可选的，所述安装孔的孔壁设有用于活动筒定形的引向槽，活动筒的两端分别与引向槽滑动连接。
12.可选的，所述活动筒的形状与舵叶主体相匹配。
13.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
14.本发明提供了一种船用舵效增强装置，利用流体力学中的马格努斯效应原理，活动筒的旋转带动流体运动，顺着流体运动方向转动的一侧加速了流体的运动，相反，活动筒另一侧的流体运动速度被减慢，根据伯努利原理，流体速度快处压力小，因此在活动筒两侧产生了压力差，产生了马格努斯效应力，从而增强了舵叶的转向能力，增加船舶航行安全
性；
15.从动轴可平稳传递高速转动面板时舵叶表面所产生的压力差；转动轴与转动面板之间的连接选用板齿啮合方式，该结构能够有效降低能量在转换过程中的不均匀性，而且产生的噪音也最小，有效降低各元件之间的磨损程度，大幅提高整套装置的寿命；
16.本发明在不降低转船力矩的前提下，可有效减小舵叶面积，适应浅水区域船艇需要。
附图说明
17.图1为本发明一种船用舵效增强装置的示意图；
18.图2为图1的俯剖图。
19.图中：1、舵叶主体；2、活动筒；3、安装孔；4、转动轴；5、电机；6、电源；7、驱动齿轮；8、连接齿轮；9、从动轴；10、主动齿轮；11、齿条；12、从动齿轮；13、空腔；14、引向槽。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例一
24.如图1至图2所示，一种船用舵效增强装置，包括舵叶主体1，舵叶主体1上设有活动筒2和用于安装活动筒2的安装孔3，活动筒2的形状与舵叶主体1相匹配，活动筒2的筒壁由柔软钢质金属材质的内层和光滑橡胶材质的外层组成；活动筒2与安装孔3的孔壁形成密封空腔13，活动筒2的上下两端与安装孔3的孔壁滑动连接。
25.空腔13内设有用于带动活动筒2转动的转动轴4、用于活动筒2定形的从动轴9、驱动转动轴4转动的电机5和用于给电机5供电的电源6，电机5和电源6通过支架与安装孔3的孔壁固定连接，转动轴4沿竖直方向设置，转动轴4的两端与安装孔3的孔壁转动连接，从动轴9的两端分别与安装孔3的孔壁转动连接，从动轴9的轴壁与活动筒2的内筒壁滚动连接；
26.电机5上水平设置的输出轴套设有驱动齿轮7，转动轴8的轴壁上套设有连接齿轮
8，驱动齿轮7和连接齿轮8为相互匹配的圆锥齿轮，驱动齿轮7与连接齿轮8啮合连接；转动轴4的轴壁上套设有两个主动齿轮10，两个主动齿轮10分别设于连接齿轮8的两侧，活动筒2的内侧壁设有与主动齿轮10相匹配的齿条11，主动齿轮10与齿条11啮合连接。
27.实施例二
28.如图1至图2所示，与实施例一不同的是本实施例从动轴9上套设有两个从动齿轮12，从动齿轮12与齿条11啮合连接；安装孔3的孔壁设有用于活动筒2定形的引向槽14，活动筒2的两端分别与引向槽14滑动连接。
29.本实施例在应用时，当船舶航行过程中突然遇紧急情况需大舵角回转时，当指控台发出最大舵角操作指令后，除舵机开始转动舵叶主体1外，舵效增强装置也紧急启用，控制系统根据转向要求控制电机5顺时针或逆时针启动并高速旋转，带动活动筒快速转动产生马格努斯效应，增大转船力矩，缩小回转直径从而使船舶避免发生事故，待船舶安全避险后，指控台发出回舵指令后电机5停止工作，活动筒锁死，船舶仅依靠舵叶本体1进行把定。
30.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种船用舵效增强装置，包括舵叶主体，其特征在于：所述舵叶主体上设有活动筒和用于安装活动筒的安装孔，活动筒与安装孔的孔壁形成密封空腔，活动筒的两端与安装孔的孔壁滑动连接；所述空腔内设有用于带动活动筒转动的转动轴、驱动转动轴转动的电机和用于给电机供电的电源，转动轴的两端与安装孔的孔壁转动连接。2.根据权利要求1所述的一种船用舵效增强装置，其特征在于：所述空腔内设有用于活动筒定形的从动轴，从动轴的两端分别与安装孔的孔壁转动连接，从动轴的轴壁与活动筒的内筒壁滚动连接。3.根据权利要求1所述的一种船用舵效增强装置，其特征在于：所述电机的输出轴上设有驱动齿轮，转动轴套设有连接齿轮，驱动齿轮与连接齿轮啮合连接。4.根据权利要求2所述的一种船用舵效增强装置，其特征在于：所述转动轴上套设有主动齿轮，活动筒的内侧壁设有与主动齿轮相匹配的齿条，主动齿轮与齿条啮合连接。5.根据权利要求4所述的一种船用舵效增强装置，其特征在于：所述从动轴上套设有从动齿轮，从动齿轮与齿条啮合连接。6.根据权利要求1所述的一种船用舵效增强装置，其特征在于：所述活动筒的筒壁包括柔软钢质金属材质的内层和光滑橡胶材质的外层。7.根据权利要求1所述的一种船用舵效增强装置，其特征在于：所述安装孔的孔壁设有用于活动筒定形的引向槽，活动筒的两端分别与引向槽滑动连接。8.根据权利要求1所述的一种船用舵效增强装置，其特征在于：所述活动筒的形状与舵叶主体相匹配。

技术总结
本实用新型公开了一种船用舵效增强装置，包括舵叶主体，所述舵叶主体上设有活动筒和用于安装活动筒的安装孔，活动筒与安装孔的孔壁形成密封空腔，活动筒的两端与安装孔的孔壁滑动连接；所述空腔内设有用于带动活动筒转动的转动轴、驱动转动轴转动的电机和用于给电机供电的电源，转动轴的两端与安装孔的孔壁转动连接。本实用新型结构简单、空间占用小，可有效提高船舶的转向操纵性能。高船舶的转向操纵性能。高船舶的转向操纵性能。


技术研发人员：张晓飞 张建斐 贾倩倩 曹瑞
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/6/8