專利名稱：滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種減小船舶大幅度擺動(dòng)的減搖裝置。
背景技術(shù)：
目前船舶橫搖減搖設(shè)備一般有舭龍骨、減搖鰭、減搖水艙等被動(dòng)、主動(dòng)減搖裝置， 主要應(yīng)用于大中型船舶。對(duì)于微小型高性能船舶，由于受性能、排水量、結(jié)構(gòu)布置等參數(shù)的影響，很少采用橫搖減搖裝置。但是通過(guò)多起事故研究分析，研究者發(fā)現(xiàn)船舶高速航行時(shí)， 橫向穩(wěn)定性喪失是引起事故的主要原因之一。高速航行時(shí)船舶橫向穩(wěn)性的喪失可能引起大幅度橫搖、轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生橫甩、波浪航行時(shí)發(fā)生橫搖參數(shù)共振從而引發(fā)傾覆事故。在各種高速艇比賽中此種事故時(shí)有發(fā)生。因此，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、響應(yīng)快捷的高性能船橫搖減搖裝置成為學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供避免滑行艇高速航行時(shí)由于橫向姿態(tài)變化過(guò)于劇烈引起航態(tài)失控的滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置，包括姿態(tài)傳感器、速度傳感器、處理器、電機(jī)控制器、電機(jī)、液壓器，其特征是還包括艉板、液壓驅(qū)動(dòng)桿、驅(qū)動(dòng)桿支撐架和驅(qū)動(dòng)桿支撐孔，姿態(tài)傳感器和速度傳感器分別連接處理器，電機(jī)通過(guò)電機(jī)控制器與處理器相連，液壓器與電機(jī)相連，艉板安裝在滑行艇上、并與液壓驅(qū)動(dòng)桿相連，液壓驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)滑行艇上的驅(qū)動(dòng)桿支撐孔連接液壓器，驅(qū)動(dòng)桿支撐架安裝在滑行艇上、并支撐液壓驅(qū)動(dòng)桿。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于原理清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高而且所采用的裝置都比較普通，在駕駛自動(dòng)化程度較高的滑行艇上，可以共享部分傳感器數(shù)據(jù)及驅(qū)動(dòng)控制裝置，充分利用設(shè)備效能，提高滑行艇安全性能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式1的原理示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施方式1實(shí)際應(yīng)用時(shí)的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施方式1艉板結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施方式1橫搖減搖力學(xué)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述實(shí)施方式1:結(jié)合圖1 4，滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置包括姿態(tài)傳感器1、速度傳感器2、處理器4、監(jiān)視器3、電機(jī)控制器5、電機(jī)6、液壓器7、艉板8、液壓驅(qū)動(dòng)桿9、驅(qū)動(dòng)桿支撐架11和驅(qū)動(dòng)桿支撐孔10，姿態(tài)傳感器1、速度傳感器2和監(jiān)視器3分別連接處理器4，電機(jī)6通過(guò)電機(jī)控制器5與處理器4相連，液壓器7與電機(jī)6相連，艉板8安裝在滑行艇12上、并與液壓驅(qū)動(dòng)桿9相連，液壓驅(qū)動(dòng)桿9穿過(guò)滑行艇12上的驅(qū)動(dòng)桿支撐孔10連接液壓器7，驅(qū)動(dòng)桿支撐架11安裝在滑行艇12上、并支撐液壓驅(qū)動(dòng)桿9，艉板8有兩個(gè)、對(duì)稱安裝在滑行艇12艉封板下邊緣處。當(dāng)整套裝置開始工作時(shí)，利用姿態(tài)傳感器1 (如羅經(jīng))以及速度傳感器2 (如多普勒測(cè)速儀)實(shí)時(shí)采集滑行艇12航行姿態(tài)數(shù)據(jù)并傳輸?shù)教幚砥?(如PC104)中，處理器4根據(jù)算法程序計(jì)算出合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電機(jī)控制器5，控制電機(jī)6驅(qū)動(dòng)左右艉板8不同入水角度，利用左右艉板8產(chǎn)生的不對(duì)稱升力，減少滑行艇12的橫搖幅值以及周期，提高安全性能。原理分析說(shuō)明姿態(tài)傳感器1 姿態(tài)傳感器1用于采集滑行艇12的航行姿態(tài)，如橫搖、縱搖、艏搖角度及角速度，根據(jù)實(shí)際采集和精度的需要，可以選擇不同自由度和精度的傳感器，一般使用磁羅經(jīng)或電羅經(jīng)，本裝置只需使用采集橫向自由度的傳感器即可；速度傳感器2 速度傳感器2用于采集滑行艇12的實(shí)際航速。本裝置對(duì)實(shí)際速度數(shù)據(jù)正確與否比較敏感，采用高精度速度傳感器可以確保裝置的應(yīng)用效果。也可根據(jù)滑行艇12設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與速度的關(guān)系，近似確定滑行艇12實(shí)際航速，節(jié)約成本。對(duì)于設(shè)計(jì)優(yōu)良的艇型，此方法可以大致滿足精度要求；監(jiān)視器3 動(dòng)態(tài)顯示滑行艇12的航行信息及減搖裝置實(shí)際效果；處理器4 本裝置的核心之一，對(duì)于實(shí)時(shí)控制，處理器4處理速度對(duì)裝置效果有一定影響，主要影響為處理器4執(zhí)行的程序。處理器4執(zhí)行的程序主要是滑行艇12橫搖運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)控制算法。根據(jù)實(shí)時(shí)航行姿態(tài)采集數(shù)據(jù)及安全性能目標(biāo)設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出參數(shù)，控制左右艉板8的入水角度，艉板8入水角度的改變產(chǎn)生實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化的恢復(fù)力又反作用于船體，改變航行姿態(tài)，如此循環(huán)，在短時(shí)間內(nèi)減少滑行艇12橫搖幅值；電機(jī)控制器5 接受并執(zhí)行處理器4發(fā)出的信號(hào)，控制電機(jī)6驅(qū)動(dòng)液壓器7 ；電機(jī)6:驅(qū)動(dòng)液壓器7;液壓器7 驅(qū)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)桿9，調(diào)節(jié)艉板8與艉封板的角度；艉板8 入水角度可調(diào)，左右角度非對(duì)稱，利用流體壓力，產(chǎn)生橫搖恢復(fù)力。橫搖運(yùn)動(dòng)微分方程為
權(quán)利要求
1.滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置，包括姿態(tài)傳感器、速度傳感器、處理器、電機(jī)控制器、 電機(jī)、液壓器，其特征是還包括艉板、液壓驅(qū)動(dòng)桿、驅(qū)動(dòng)桿支撐架和驅(qū)動(dòng)桿支撐孔，姿態(tài)傳感器和速度傳感器分別連接處理器，電機(jī)通過(guò)電機(jī)控制器與處理器相連，液壓器與電機(jī)相連，艉板安裝在滑行艇上、并與液壓驅(qū)動(dòng)桿相連，液壓驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)滑行艇上的驅(qū)動(dòng)桿支撐孔連接液壓器，驅(qū)動(dòng)桿支撐架安裝在滑行艇上、并支撐液壓驅(qū)動(dòng)桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置，其特征是所述的艉板有兩個(gè)、對(duì)稱安裝在滑行艇艉封板下邊緣處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置，其特征是所述的艉板的形狀為矩形平板或翼型。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供滑行艇自動(dòng)控制橫搖減搖裝置，包括姿態(tài)傳感器、速度傳感器、處理器、電機(jī)控制器、電機(jī)、液壓器、艉板、液壓驅(qū)動(dòng)桿、驅(qū)動(dòng)桿支撐架和驅(qū)動(dòng)桿支撐孔，姿態(tài)傳感器和速度傳感器分別連接處理器，電機(jī)通過(guò)電機(jī)控制器與處理器相連，液壓器與電機(jī)相連，艉板安裝在滑行艇上、并與液壓驅(qū)動(dòng)桿相連，液壓驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)滑行艇上的驅(qū)動(dòng)桿支撐孔連接液壓器，驅(qū)動(dòng)桿支撐架安裝在滑行艇上、并支撐液壓驅(qū)動(dòng)桿。本發(fā)明原理清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高而且所采用的裝置都比較普通，在駕駛自動(dòng)化程度較高的滑行艇上，可以共享部分傳感器數(shù)據(jù)及驅(qū)動(dòng)控制裝置，充分利用設(shè)備效能，提高滑行艇安全性能。
文檔編號(hào)B63B43/04GK102152843SQ20111006326
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者劉維華, 孫華偉, 孫寒冰, 鄒勁, 馬偉佳 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)