專利名稱：小型潛翼船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于船舶領(lǐng)域。是一種適合于在河流、湖泊及水庫(kù)使用的小型潛翼船。
背景技術(shù)：
在水陸空三類交通工具中，汽車的速度約為100km/h，飛機(jī)的速度約為1000km/h，而只有船舶的速度僅30～50km/h，因而船舶在三種交通工具中，所占運(yùn)量的比例不斷下降。在某些場(chǎng)合，如三峽水電站修好后，將形成一個(gè)長(zhǎng)600km，寬數(shù)km的大型水庫(kù)，庫(kù)周將發(fā)展出一批城鎮(zhèn)，風(fēng)景秀麗的高檔住宅區(qū)，旅游區(qū)，以及生產(chǎn)企業(yè)，由于庫(kù)區(qū)周圍大山環(huán)抱，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間才能建設(shè)起公路網(wǎng)，因此，發(fā)展往返于一種庫(kù)區(qū)間各點(diǎn)的，類似出租車的，小型快速船舶就成為發(fā)展庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的先決條件，為此需要發(fā)展一種乘坐1～7人的，航速為50～100km/h的水上“的士”及小型客船。
目前的小型快艇(圖1)在乘員人數(shù)及速度上均能達(dá)到上述要求，但一般內(nèi)河水面均有0～0.5m的水浪，如圖可以看出，快艇交替在浪尖和浪底間行進(jìn)，引起強(qiáng)烈的上下跳動(dòng)，乘坐起來(lái)很不舒適。第二類為水翼船(圖2)，為了減小水對(duì)船的阻力，由翼將船托出水面，從而可以加快速度，節(jié)省能量，但它仍存在上述水浪引起的浮力變化對(duì)水翼的影響，使船在行進(jìn)時(shí)有較大的振動(dòng)和噪聲，乘坐效果亦不好。還有一類汽墊船，它靠噴氣將船托出水面，但也存在噪聲很大，耗能亦很大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種速度較快的，水翼潛在水下，使乘坐平穩(wěn)舒適，節(jié)能的小型潛翼船。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為一種水上小型潛翼船，包括船體、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，水翼及其驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于水翼包括位于船前端的兩個(gè)主水翼，分布在船的左、右側(cè)，主要由這兩個(gè)水翼承受船的重量；位于船的后端的后水翼為U形，兜在船底，作為船的輔助支持及調(diào)節(jié)前后水平之用；控制系統(tǒng)包括微機(jī)、測(cè)距儀；微機(jī)根據(jù)測(cè)距儀測(cè)出船體距水面的高度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力大小，并控制水翼驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)控制主水翼及后水翼的轉(zhuǎn)角，水翼始終位于水浪之下而將船托出水浪之上。
本發(fā)明由于所述技術(shù)方案，而使船在速度較快的，水翼潛在水下，即船體保持在水浪浪尖以上，水翼保持在水浪浪谷以下，從而消除了水浪的氣體、液體阻力差造成的船體振動(dòng)和噪聲。使航行平穩(wěn)、舒適、節(jié)能。


圖1為現(xiàn)有快艇行進(jìn)時(shí)，受到水浪影響平穩(wěn)性的情況；圖2為現(xiàn)有水翼船行進(jìn)時(shí)，受到水浪影響平穩(wěn)性的情況；圖3為潛翼船在水浪上，翼在水浪下不受水浪影響平穩(wěn)性的情況；圖4為本發(fā)明前翼的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖，它也是圖5的B-B截面；圖5為前翼的船體橫截面圖，它也是圖4的A-A截面；圖6為后翼的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖，它也是圖7的D-D截面。
圖7為后翼的船體橫截面圖，它也是圖6的C-C截面；圖8為船的控制系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作具體的說(shuō)明。
圖3為本發(fā)明的船體總體布局圖。1為水浪的波動(dòng)情況。本船體由下列零部件組成2-船體，其下部為快艇形，3-微機(jī)控制及儀器部件，4-乘座艙，5-主水翼，6-第一排座椅，包括司機(jī)座椅，7-后水翼，8-發(fā)動(dòng)機(jī)，9-螺旋漿，10-方向舵。
圖4及圖5為前水翼驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，圖5為通過(guò)船體M點(diǎn)(圖3)的橫截面驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖，圖4為圖5的B-B截面圖，主水翼驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括前伺服電機(jī)11、前轉(zhuǎn)軸13，前轉(zhuǎn)軸13由支承16支承在船體上，左、右前水翼通過(guò)軸套18分別與前轉(zhuǎn)軸13的兩端花鍵連接；服電機(jī)11通過(guò)帶動(dòng)前滾珠絲桿12、前曲柄14及前鉸鏈15，帶動(dòng)前轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖6及圖7為后水翼的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，圖7為通過(guò)船體N點(diǎn)(圖2)的橫截面驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖，圖6為圖7的D-D截面，后水翼的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括后伺服電機(jī)20、后轉(zhuǎn)軸22，后轉(zhuǎn)軸22支承在船體上，后水翼25通過(guò)軸套26與后轉(zhuǎn)軸花鍵連接；后伺服電機(jī)20通過(guò)帶動(dòng)后滾珠絲桿21、后曲柄23及后鉸鏈24，帶動(dòng)后轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)。后水翼為U形，兜在船底19之下，以避開(kāi)主水翼形成的紊流。
圖8為船的控制系統(tǒng)示意圖。它包括控制微機(jī)27、由測(cè)高儀28和水平儀29構(gòu)成的測(cè)距機(jī)構(gòu)，前轉(zhuǎn)向繩輪30，方向盤31，鋼絲繩32，后轉(zhuǎn)向繩輪33，方向舵10。由方向盤通過(guò)前轉(zhuǎn)向繩輪30、鋼絲繩32及后轉(zhuǎn)向繩輪33帶動(dòng)方向舵10轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的工作原理是這樣的潛翼船在巡航速度航行時(shí)，一般速度可在40～100km/h間調(diào)節(jié)，此時(shí)船體是托在水浪上的；在起動(dòng)，靠岸等低速航行時(shí)，一般速度在0～40km/h間，此時(shí)不必要將船體托出水面，它像一般的快艇那樣，船底淹在水中航行。在低速航行時(shí)，步進(jìn)機(jī)使前、后翼仰角為零，即α＝β＝0。
潛翼船駛出碼頭，速度逐漸增加，當(dāng)速度上升到40km/h時(shí)，微機(jī)27控制前后伺服電機(jī)11和20，經(jīng)前后鉸鏈15和24，前后曲柄14和23，前后轉(zhuǎn)軸13和22，前后套18和26，帶動(dòng)前、后翼17和25轉(zhuǎn)出迎角α和β。因而，的士逐漸浮出水面。由超聲測(cè)距儀28不斷測(cè)出船體與水面的高度數(shù)據(jù)，由微機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再向前、后伺服電機(jī)11和20發(fā)去迎角增、減脈沖信息，以保持船體距水面的高度，亦是保持前、后翼在水中的深度，使水浪始終在船體與水翼的中間。
此外，當(dāng)潛翼船在巡航速度40～100km/h內(nèi)航行，而需改變速度時(shí)，如速度下降，(指＞40km/h)船體會(huì)下沉，此時(shí)，超聲測(cè)距儀28向微機(jī)發(fā)出船體下降信息，由微機(jī)27調(diào)節(jié)迎角，以增加船的上升力?？傊?，船浮高度和載重量，速度及迎角有關(guān)，由軟件完成定高度航行控制。船在軸向的水平度由水平儀29測(cè)出，當(dāng)出現(xiàn)不平后，水平儀向微機(jī)27發(fā)出信息，由微機(jī)27控制后翼迎角β，完成船的水平度穩(wěn)定性。船的航向由駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤31，經(jīng)繩輪系30、33，帶動(dòng)方向舵10轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制。潛翼船的其它設(shè)計(jì)與一般快艇類似。
權(quán)利要求
1.一種小型潛翼船，包括船體、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，水翼及其驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于水翼包括位于船前端分布在船的左、右側(cè)的兩個(gè)主水翼，位于船后端的后水翼；控制系統(tǒng)包括微機(jī)、測(cè)距儀，微機(jī)根據(jù)測(cè)距儀測(cè)出船體距水面的高度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力大小，并控制水翼驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)控制主水翼及后水翼的轉(zhuǎn)角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型潛翼船，其特征在于主水翼驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括前伺服電機(jī)(11)、前轉(zhuǎn)軸(13)，前轉(zhuǎn)軸(13)由支承(16)支承在船體上，左、右前水翼通過(guò)軸套(18)分別與前轉(zhuǎn)軸(13)的兩端花鍵連接；服電機(jī)(11)通過(guò)帶動(dòng)前滾珠絲桿(12)、前曲柄(14)及前鉸鏈(15)，帶動(dòng)前轉(zhuǎn)軸(13)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型潛翼船，其特征在于后水翼的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括后伺服電機(jī)(20)、后轉(zhuǎn)軸(22)，后轉(zhuǎn)軸(22)支承在船體上，后水翼(25)通過(guò)軸套(26)與后轉(zhuǎn)軸花鍵連接；后伺服電機(jī)(20)通過(guò)帶動(dòng)后滾珠絲桿(21)、后曲柄(23)及后鉸鏈(24)，帶動(dòng)后轉(zhuǎn)軸(22)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的小型潛翼船，其特征在于后水翼(25)為U形，兜在船底。
全文摘要
一種小型潛翼船，包括船體、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，水翼及其驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于水翼包括位于船前端分布在船的左、右側(cè)的兩個(gè)主水翼，位于船后端的后水翼；控制系統(tǒng)包括微機(jī)、測(cè)距儀，微機(jī)根據(jù)測(cè)距儀測(cè)出船體距水面的高度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力大小，并控制水翼驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)控制主水翼及后水翼的轉(zhuǎn)角。它的特點(diǎn)是利用水翼將船托出水面，以減小快速航行的阻力，并且，由微機(jī)控制船體高度，使船體保持在水浪浪尖以上，并使水翼保持在水浪浪谷以下，從而消除了水浪的氣體、液體阻力差造成的船體振動(dòng)和噪聲。使航行平穩(wěn)、舒適、方便、節(jié)能。
文檔編號(hào)B63B1/26GK1562694SQ20041002210
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者梁錫昌 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)