一种基于液压驱动的船舵机构的制作方法

1.本发明涉及船舵技术领域，特别是涉及一种基于液压驱动的船舵机构。


背景技术：

2.船舵一般设置在船尾，并位于螺旋桨后侧，用来控制船舶的航行方向。由于船舵通常重量较大，其转向过程往往比较缓慢，尤其是在高速航行过程中，船舵转向阻力很大。因此，如何提高船舶转向速度，以提升船只的紧急避险能力，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。多孔舵由于自身具有通孔，转舵阻力小。但是，在船只沿直线高速行进时，多孔舵的通孔附近会产生涡流并激发震动，影响船只的行进速度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种基于液压驱动的船舵机构，既能够提高船只转舵时的效率，又不影响船只沿直线行进的速度。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明公开了一种基于液压驱动的船舵机构，包括：
6.舵叶，所述舵叶的后部设有多个通孔；
7.舵杆，所述舵杆的下端与所述舵叶的前部固定相连；
8.限位板，所述限位板包括第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和所述第二限位板分别固定于所述舵叶的上端和下端；
9.转动杆，所述转动杆沿上下方向穿过所述第一限位板且与所述第一限位板转动相连，所述转动杆的下端与所述第二限位板转动相连，所述转动杆沿自身轴向与所述第二限位板相互限位；
10.环形套，所述环形套同时套设于所述舵叶和所述转动杆外侧，且由所述舵叶和所述转动杆张紧；所述环形套上具有水平设置的多个条形孔；
11.舵杆驱动装置，所述舵杆驱动装置与所述舵杆传动相连，用于驱动所述舵杆旋转；
12.转动杆驱动装置，所述转动杆驱动装置与所述转动杆传动相连；所述转动杆驱动装置用于在所述舵叶向左右两侧摆动时，驱动所述环形套旋转，使所述通孔的两端均与所述条形孔正对；在所述舵叶复位时，驱动所述环形套旋转，使所述通孔被所述环形套遮挡。
13.优选地，所述转动杆驱动装置包括齿轮、外侧弧形板、外齿条、内侧弧形板和内齿条，所述齿轮同轴固定于所述转动杆的上端；所述外侧弧形板位于船体中轴的第一侧且位于所述转动杆摆动轨迹的外侧，所述内侧弧形板位于船体中轴的第二侧且位于所述转动杆摆动轨迹的内侧；所述外齿条固定于所述外侧弧形板上，所述内齿条固定于所述内侧弧形板上；所述转动杆向船体中轴的第一侧摆动时，所述齿轮与所述外齿条啮合；所述转动杆向船体中轴的第二侧摆动时，所述齿轮与所述内齿条啮合；所述内齿条和所述外齿条的长度应满足，所述转动杆向船体中轴的第一侧摆动至所述齿轮与外齿条脱离时，或所述转动杆向船体中轴的第二侧摆动至所述齿轮与内齿条脱离时，所述通孔的两端均与所述条形孔正
对。
14.优选地，所述舵杆驱动装置包括第一液压缸、第二液压缸和转动块；所述转动块固定于所述舵杆上端，所述转动块的两端分别设有第一凹槽和第二凹槽；所述第一液压缸和所述第二液压缸的缸体均固定于船体上且水平设置；所述第一液压缸的活塞杆上固定有第一竖杆，所述第一竖杆位于所述第一凹槽内；所述第二液压缸的活塞杆上固定有第二竖杆，所述第二竖杆位于所述第二凹槽内。
15.优选地，所述环形套的材质为碳纤维。
16.优选地，所述转动杆的外侧具有橡胶层，所述橡胶层位于所述第一限位板与第二限位板之间。
17.优选地，所述舵叶的左右两侧对称设置有中部限位板，所述环形套包括上环形套和下环形套，所述上环形套位于所述第一限位板与所述中部限位板之间，所述下环形套位于所述第二限位板与所述中部限位板之间。
18.优选地，所述中部限位板为不锈钢材质，且焊接固定于所述舵叶上。
19.优选地，所述第一限位板和所述第二限位板均为聚氨酯材质，且通过螺钉固定于所述舵叶上。
20.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
21.本发明通过调整条形孔与通孔的位置关系，在舵叶向左右两侧摆动时，使通孔的两端均与条形孔正对。在舵叶复位时，使通孔被环形套遮挡。既能够提高船只转舵时的效率，又不影响船只沿直线行进的速度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实施例基于液压驱动的船舵机构一种状态的示意图；
24.图2为本实施例基于液压驱动的船舵机构另一种状态的示意图；
25.图3为转动杆驱动装置的示意图；
26.图4为舵杆驱动装置的示意图；
27.附图标记说明：1-舵叶；2-舵杆；3-第一限位板；4-第二限位板；5-中部限位板；6-转动杆；7-上环形套；8-下环形套；9-条形孔；10-通孔；11-齿轮；12-外侧弧形板；13-外齿条；14-内侧弧形板；15-内齿条；16-第一液压缸；17-第二液压缸；18-转动块。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明的目的是提供一种基于液压驱动的船舵机构，既能够提高船只转舵时的效
率，又不影响船只沿直线行进的速度。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。其中，图1为舵叶1偏离船体中轴线位置时，条形孔9正对通孔10的示意图；图2为舵叶1处于船体中轴线位置时，通孔10被环形套遮挡的示意图。
31.参照图1～图4，本实施例提供一种基于液压驱动的船舵机构，包括舵叶1、舵杆2、限位板、转动杆6、环形套、舵杆驱动装置和转动杆驱动装置。
32.其中，舵叶1的后部设有多个通孔10，通孔10用于在舵叶1摆动时供水流通过，以减小舵叶1的摆动阻力。舵杆2的下端与舵叶1的前部固定相连，通过旋转舵杆2即可带动舵叶1绕舵杆2的轴线旋转。限位板包括第一限位板3和第二限位板4，第一限位板3和第二限位板4分别固定于舵叶1的上端和下端。转动杆6沿上下方向穿过第一限位板3且与第一限位板3转动相连，转动杆6的下端与第二限位板4转动相连，转动杆6沿自身轴向与第二限位板4相互限位。环形套同时套设于舵叶1和转动杆6外侧，且由舵叶1和转动杆6张紧。环形套的上侧边缘与第一限位板3限位接触，环形套的下侧边缘与第二限位板4限位接触，以防止环形套脱落。环形套上具有水平设置的多个条形孔9，多个条形孔9分为两组，两组条形孔9分别用于和通孔10的两端正对。舵杆驱动装置与舵杆2传动相连，用于驱动舵杆2旋转。转动杆驱动装置与转动杆6传动相连。转动杆驱动装置用于在舵叶1向左右两侧摆动时，驱动环形套旋转，使通孔10的两端均与条形孔9正对。在舵叶1复位时，驱动环形套旋转，使通孔10被环形套遮挡。
33.本实施例基于液压驱动的船舵机构的工作原理如下：当舵叶1位于船体中轴线时，舵叶1上的通孔10被环形套遮挡。当舵叶1向左右两侧摆动时，条形孔9逐渐靠近通孔10直至正对通孔10，舵叶1继续沿同向摆动时，环形套的位置不再变化。当舵叶1复位时，环形套恢复初始位置，舵叶1上的通孔10重新被环形套遮挡。需要说明的是，只有当舵叶1摆动幅度达到预设值时，条形孔9才会完全正对通孔10。当舵叶1角度微调时(例如摆动幅度小于5
°
)，舵叶1上的通孔10仍被环形套遮挡。
34.作为一种可能的示例，本实施例中，转动杆驱动装置包括齿轮11、外侧弧形板12、外齿条13、内侧弧形板14和内齿条15，齿轮11同轴固定于转动杆6的上端。外侧弧形板12位于船体中轴的左侧且位于转动杆6摆动轨迹的外侧，内侧弧形板14位于船体中轴的右侧且位于转动杆6摆动轨迹的内侧。外齿条13固定于外侧弧形板12上，内齿条15固定于内侧弧形板14上。转动杆6向船体中轴的左侧摆动时，齿轮11与外齿条13啮合。转动杆6向船体中轴的右侧摆动时，齿轮11与内齿条15啮合。无论转动杆6向船体中轴的左侧还是右侧摆动，齿轮11均为顺时针旋转，使条形孔9逐渐靠近通孔10直至正对通孔10。
35.内齿条15和外齿条13的长度应满足，转动杆6向船体中轴的左侧摆动至齿轮11与外齿条13脱离时，或转动杆6向船体中轴的右侧摆动至齿轮11与内齿条15脱离时，通孔10的两端均与条形孔9正对。
36.作为一种可能的示例，本实施例中，舵杆驱动装置包括第一液压缸16、第二液压缸17和转动块18。转动块18固定于舵杆2上端，转动块18的两端分别设有第一凹槽和第二凹槽。第一液压缸16和第二液压缸17均包括两个缸体、一个活塞杆和两个活塞，每个缸体内设有一个活塞，两个活塞分别固定于活塞杆的两端。通过液压系统控制每个缸体内油液的体积，即可控制活塞杆的位置。第一液压缸16的活塞杆上固定有第一竖杆，第一竖杆位于第一
凹槽内。第二液压缸17的活塞杆上固定有第二竖杆，第二竖杆位于第二凹槽内。当活塞杆移动时，第一竖杆与第一凹槽滑动接触，第二竖杆与第二凹槽滑动接触，第一竖杆和第二竖杆共同推动转动块18旋转。
37.作为一种可能的示例，本实施例中，环形套的材质为碳纤维。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择其它材质的环形套。
38.作为一种可能的示例，本实施例中，转动杆6的外侧具有橡胶层，橡胶层位于第一限位板3与第二限位板4之间，以提高转动杆6与环形套之间的摩擦力。
39.作为一种可能的示例，本实施例中，舵叶1的左右两侧对称设置有中部限位板5，环形套包括上环形套7和下环形套8，上环形套7位于第一限位板3与中部限位板5之间，下环形套8位于第二限位板4与中部限位板5之间。
40.作为一种可能的示例，本实施例中，中部限位板5为不锈钢材质，且焊接固定于舵叶1上。第一限位板3和第二限位板4均为聚氨酯材质，且通过螺钉固定于舵叶1上。
41.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，包括：舵叶，所述舵叶的后部设有多个通孔；舵杆，所述舵杆的下端与所述舵叶的前部固定相连；限位板，所述限位板包括第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和所述第二限位板分别固定于所述舵叶的上端和下端；转动杆，所述转动杆沿上下方向穿过所述第一限位板且与所述第一限位板转动相连，所述转动杆的下端与所述第二限位板转动相连，所述转动杆沿自身轴向与所述第二限位板相互限位；环形套，所述环形套同时套设于所述舵叶和所述转动杆外侧，且由所述舵叶和所述转动杆张紧；所述环形套上具有水平设置的多个条形孔；舵杆驱动装置，所述舵杆驱动装置与所述舵杆传动相连，用于驱动所述舵杆旋转；转动杆驱动装置，所述转动杆驱动装置与所述转动杆传动相连；所述转动杆驱动装置用于在所述舵叶向左右两侧摆动时，驱动所述环形套旋转，使所述通孔的两端均与所述条形孔正对；在所述舵叶复位时，驱动所述环形套旋转，使所述通孔被所述环形套遮挡。2.根据权利要求1所述的基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，所述转动杆驱动装置包括齿轮、外侧弧形板、外齿条、内侧弧形板和内齿条，所述齿轮同轴固定于所述转动杆的上端；所述外侧弧形板位于船体中轴的第一侧且位于所述转动杆摆动轨迹的外侧，所述内侧弧形板位于船体中轴的第二侧且位于所述转动杆摆动轨迹的内侧；所述外齿条固定于所述外侧弧形板上，所述内齿条固定于所述内侧弧形板上；所述转动杆向船体中轴的第一侧摆动时，所述齿轮与所述外齿条啮合；所述转动杆向船体中轴的第二侧摆动时，所述齿轮与所述内齿条啮合；所述内齿条和所述外齿条的长度应满足，所述转动杆向船体中轴的第一侧摆动至所述齿轮与外齿条脱离时，或所述转动杆向船体中轴的第二侧摆动至所述齿轮与内齿条脱离时，所述通孔的两端均与所述条形孔正对。3.根据权利要求1所述的基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，所述舵杆驱动装置包括第一液压缸、第二液压缸和转动块；所述转动块固定于所述舵杆上端，所述转动块的两端分别设有第一凹槽和第二凹槽；所述第一液压缸和所述第二液压缸的缸体均固定于船体上且水平设置；所述第一液压缸的活塞杆上固定有第一竖杆，所述第一竖杆位于所述第一凹槽内；所述第二液压缸的活塞杆上固定有第二竖杆，所述第二竖杆位于所述第二凹槽内。4.根据权利要求1所述的基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，所述环形套的材质为碳纤维。5.根据权利要求1所述的基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，所述转动杆的外侧具有橡胶层，所述橡胶层位于所述第一限位板与第二限位板之间。6.根据权利要求1所述的基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，所述舵叶的左右两侧对称设置有中部限位板，所述环形套包括上环形套和下环形套，所述上环形套位于所述第一限位板与所述中部限位板之间，所述下环形套位于所述第二限位板与所述中部限位板之间。7.根据权利要求6所述的基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，所述中部限位板为不锈钢材质，且焊接固定于所述舵叶上。8.根据权利要求1所述的基于液压驱动的船舵机构，其特征在于，所述第一限位板和所
述第二限位板均为聚氨酯材质，且通过螺钉固定于所述舵叶上。

技术总结
本发明公开了一种基于液压驱动的船舵机构，包括舵叶、舵杆、限位板、转动杆、环形套、舵杆驱动装置和转动杆驱动装置。舵叶的后部设有多个通孔。舵杆的下端与舵叶的前部固定相连。环形套同时套设于舵叶和转动杆外侧，且由舵叶和转动杆张紧。环形套上具有水平设置的多个条形孔。舵杆驱动装置与舵杆传动相连，用于驱动舵杆旋转。转动杆驱动装置与转动杆传动相连。相比于现有技术，本发明的基于液压驱动的船舵机构既能够提高船只转舵时的效率，又不影响船只沿直线行进的速度。只沿直线行进的速度。只沿直线行进的速度。


技术研发人员：徐艳芹
受保护的技术使用者：山东沃达重工机床有限公司
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/4/18