專利名稱：輪船減搖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種輪船減搖裝置，屬于輪船減搖裝置的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前中國(guó)注冊(cè)漁船數(shù)目已經(jīng)超過(guò)40萬(wàn)艘，各種小型貨船、私人快艇數(shù)目已經(jīng)超越 100萬(wàn)艘，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各類船只數(shù)量也在不斷的擴(kuò)大；但是，現(xiàn)有的減搖裝置，或比較大型不便于安裝，或結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單只能小幅度減輕船只的搖晃程度。據(jù)了解，目前市面上的減搖鰭主要有兩種一種是固定式的，一種是可收放式的。前者是通過(guò)產(chǎn)生恒定的減搖力矩來(lái)調(diào)節(jié)平衡，由于受到船身的限制，面積不能太大，故效果不明顯；后者是通過(guò)改變面積來(lái)產(chǎn)生不同的減搖力矩來(lái)適應(yīng)不同的傾斜情況，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價(jià)格昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種體積小，操作模式多樣化，可靠性高，成本低，易推廣的輪船減搖裝置。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，方便實(shí)用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的輪船減搖裝置，包括有減搖裝置、單片機(jī)處理系統(tǒng)、傳感器模塊，其中減搖裝置包括有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、防水步進(jìn)電機(jī)、仿生學(xué)機(jī)構(gòu)，單片機(jī)處理系統(tǒng)包括電源模塊、單片機(jī)微處理器、通訊接口轉(zhuǎn)換器，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)與防水步進(jìn)電機(jī)的主軸相連，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)及防水步進(jìn)電機(jī)安裝在船身吃水線以下的部分，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在船體內(nèi)部，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的導(dǎo)線通過(guò)防水圈與防水步進(jìn)電機(jī)連接，電源模塊與單片機(jī)微處理器連接，傳感器模塊的信號(hào)輸出端通過(guò)通訊接口轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)微處理器的輸入端連接，單片機(jī)微處理器的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與防水步進(jìn)電機(jī)連接。上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)通過(guò)帶支架軸承和聯(lián)軸器與防水步進(jìn)電機(jī)的主軸相連。上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)為類魚(yú)鰭仿生學(xué)機(jī)構(gòu)。上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)為利用仿生學(xué)做成的魚(yú)鰭機(jī)構(gòu)，船體左右兩邊都安裝一個(gè)魚(yú)鰭， 魚(yú)鰭機(jī)構(gòu)底部平滑，頂部是弧線曲面。上述傳感器模塊為垂直陀螺儀傳感器。上述防水步進(jìn)電機(jī)為包含有減速裝置的防水步進(jìn)電機(jī)。上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)及防水步進(jìn)電機(jī)安裝在船身吃水線以下的部分，并貼緊船身安裝。上述單片機(jī)微處理器的輸出端還連接有控制及顯示面板。上述單片機(jī)微處理器的輸出端還連接有實(shí)現(xiàn)船只導(dǎo)航的GPS。上述控制及顯示面板包括有船身?yè)u晃最大傾角顯示，報(bào)警警示燈及警鈴，電源指示燈、傳感器指示燈和模式選擇按鈕。本實(shí)用新型考慮到船只在遇到風(fēng)浪時(shí)候容易發(fā)生左右擺動(dòng)乃至翻船的現(xiàn)狀，利用垂直陀螺儀傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船身傾斜程度并對(duì)船舶傾斜狀況進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)用新型隨時(shí)根據(jù)船身的傾斜情況，采用完全不同的方式，通過(guò)調(diào)節(jié)“仿生鰭”與船身產(chǎn)生的不同的夾角來(lái)產(chǎn)生不同的減搖效果，選擇不同的模式自動(dòng)減搖，同時(shí)，本實(shí)用新型考慮了調(diào)節(jié)的限制性， 采用了 LED顯示和蜂鳴器預(yù)警的方式，配合進(jìn)行預(yù)警，使得系統(tǒng)具有更高的安全系數(shù)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，操作模式多樣化，可以多模式自動(dòng)調(diào)節(jié)，可靠性高，成本低， 易推廣等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的輪船減搖裝置，本實(shí)用新型易于改裝或直接安裝在各種中小型船舶上，可應(yīng)用于普通的漁船、貨船，更可以應(yīng)用于娛樂(lè)場(chǎng)所的游樂(lè)船。

圖1為本實(shí)用新型輪船減搖裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型輪船減搖裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型仿生學(xué)減搖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型的輪船減搖裝置，包括有減搖裝置1、單片機(jī)處理系統(tǒng)、傳感器模塊5，其中減搖裝置1包括有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置6、防水步進(jìn)電機(jī)11、仿生學(xué)機(jī)構(gòu)8，單片機(jī)處理系統(tǒng)包括電源模塊7、單片機(jī)微處理器3、通訊接口轉(zhuǎn)換器4，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)8與防水步進(jìn)電機(jī)11的主軸相連，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)8及防水步進(jìn)電機(jī)11安裝在船身吃水線以下的部分，并貼緊船身安裝，以減少流水阻力。電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置6安裝在船體內(nèi)部，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置6的導(dǎo)線通過(guò)防水圈與防水步進(jìn)電機(jī)11連接，電源模塊7與單片機(jī)微處理器3連接，傳感器模塊5的信號(hào)輸出端通過(guò)通訊接口轉(zhuǎn)換器4與單片機(jī)微處理器3 的輸入端連接，單片機(jī)微處理器3的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置6與防水步進(jìn)電機(jī)11連接。 船只翻船主要是由于船的重心在劇烈搖擺中偏離出船身的范圍。若將船體簡(jiǎn)化為密度均勻的規(guī)則物體，則可近似求出船翻倒時(shí)的危險(xiǎn)傾角。經(jīng)力學(xué)原理計(jì)算表明，翻船時(shí)的最大傾角與船身的吃水線處的寬度b和吃水線以上部分船高h(yuǎn)有關(guān)。其理論計(jì)算值為α =arctan(b/ h)。在實(shí)際中，不同的船有不同的尺寸規(guī)格；即使是同一艘船在不同載重下也有不同的危險(xiǎn)傾角。本實(shí)用新型對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)了多種模式，以便能更貼近船在實(shí)際行駛時(shí)的需求。本實(shí)施例中，上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)8通過(guò)帶支架軸承9和聯(lián)軸器10與防水步進(jìn)電機(jī)11 的主軸相連。本實(shí)施例中，上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)8為類魚(yú)鰭仿生學(xué)機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例中，上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)8為利用仿生學(xué)做成的魚(yú)鰭機(jī)構(gòu)，船體左右兩邊都安裝一個(gè)魚(yú)鰭，魚(yú)鰭機(jī)構(gòu)底部平滑，頂部是弧線曲面。本實(shí)施例中，上述傳感器模塊5為垂直陀螺儀傳感器。本實(shí)用新型利用垂直陀螺儀傳感器測(cè)量船的橫滾角(傾斜角)信息來(lái)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)船的傾斜情況，乃至判斷船舶是否存在翻船危險(xiǎn)并及時(shí)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型利用垂直陀螺儀傳感器以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)載體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下相對(duì)于水平面的傾斜度，并時(shí)刻將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)分析庫(kù)，根據(jù)傳送過(guò)來(lái)的載體橫滾角進(jìn)行計(jì)算分析，最終根據(jù)分析結(jié)果通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)向仿生學(xué)魚(yú)鰭機(jī)構(gòu)系統(tǒng)發(fā)送控制命令，從而得到本系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。本實(shí)施例中，上述防水步進(jìn)電機(jī)11為包含有減速裝置的防水步進(jìn)電機(jī)。[0025]本實(shí)施例中，上述單片機(jī)微處理器3的輸出端還連接有控制及顯示面板2。上述單片機(jī)微處理器3的輸出端還連接有實(shí)現(xiàn)船只導(dǎo)航的GPS。本實(shí)施例中，上述控制及顯示面板2包括有船身?yè)u晃最大傾角顯示，報(bào)警警示燈及警鈴，電源指示燈、傳感器指示燈和模式選擇按鈕。本實(shí)用新型的工作原理如下當(dāng)啟動(dòng)本輪船減搖裝置時(shí)，裝于船體水平面上的傳感器模塊5將實(shí)時(shí)記錄船身的水平方向搖晃傾角，并通過(guò)通訊接口轉(zhuǎn)換器4向單片機(jī)處理器3發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)處理器3接收到數(shù)據(jù)后，運(yùn)行算法程序，并根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)裝置進(jìn)行控制。 如當(dāng)船只搖晃程度達(dá)到一定范圍，船身傾角處于特定的范圍，單片機(jī)處理器3將通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置6驅(qū)動(dòng)防水步進(jìn)電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)“類魚(yú)鰭”仿生學(xué)機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)特定的角度， 以產(chǎn)生一個(gè)與船體搖晃方向相反的力矩來(lái)減少每個(gè)搖擺周期實(shí)現(xiàn)降低最大搖擺角度、減緩船只搖晃的效果。同時(shí)，單片機(jī)處理器3在控制及顯示面板2上顯示船身最大搖晃傾角及各類工作指示燈狀況?？刂萍帮@示面板2上的模式選擇按鈕可按照具體情況進(jìn)行選擇，以求達(dá)到最佳減搖效果。
權(quán)利要求1.一種輪船減搖裝置，其特征在于包括有減搖裝置(1)、單片機(jī)處理系統(tǒng)、傳感器模塊 (5)，其中減搖裝置(1)包括有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(6)、防水步進(jìn)電機(jī)(11)、仿生學(xué)機(jī)構(gòu)(8)，單片機(jī)處理系統(tǒng)包括電源模塊(7)、單片機(jī)微處理器(3)、通訊接口轉(zhuǎn)換器(4)，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)(8) 與防水步進(jìn)電機(jī)(11)的主軸相連，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)(8)及防水步進(jìn)電機(jī)(11)安裝在船身吃水線以下的部分，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(6)安裝在船體內(nèi)部，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(6)的導(dǎo)線通過(guò)防水圈與防水步進(jìn)電機(jī)(11)連接，電源模塊(7 )與單片機(jī)微處理器(3 )連接，傳感器模塊(5 )的信號(hào)輸出端通過(guò)通訊接口轉(zhuǎn)換器(4 )與單片機(jī)微處理器(3 )的輸入端連接，單片機(jī)微處理器(3 )的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(6 )與防水步進(jìn)電機(jī)(11)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)(8)通過(guò)帶支架軸承(9)和聯(lián)軸器(10)與防水步進(jìn)電機(jī)(11)的主軸相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)(8)為類魚(yú)鰭仿生學(xué)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)(8)為利用仿生學(xué)做成的魚(yú)鰭機(jī)構(gòu)，船體左右兩邊都安裝一個(gè)魚(yú)鰭，魚(yú)鰭機(jī)構(gòu)底部平滑，頂部是弧線曲面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述傳感器模塊(5)為垂直陀螺儀傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述防水步進(jìn)電機(jī) (11)為包含有減速裝置的防水步進(jìn)電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述仿生學(xué)機(jī)構(gòu)(8)及防水步進(jìn)電機(jī)(11)安裝在船身吃水線以下的部分，并貼緊船身安裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述單片機(jī)微處理器(3)的輸出端還連接有控制及顯示面板(2 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述單片機(jī)微處理器(3)的輸出端還連接有實(shí)現(xiàn)船只導(dǎo)航的GPS。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪船減搖裝置，其特征在于上述控制及顯示面板(2)包括有船身?yè)u晃最大傾角顯示，報(bào)警警示燈及警鈴，電源指示燈、傳感器指示燈和模式選擇按鈕。
專利摘要本實(shí)用新型是一種輪船減搖裝置。包括減搖裝置、單片機(jī)處理系統(tǒng)、傳感器模塊，其中減搖裝置包括有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、防水步進(jìn)電機(jī)、仿生學(xué)機(jī)構(gòu)，單片機(jī)處理系統(tǒng)包括電源模塊、單片機(jī)微處理器、通訊接口轉(zhuǎn)換器，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)與防水步進(jìn)電機(jī)的主軸相連，仿生學(xué)機(jī)構(gòu)及防水步進(jìn)電機(jī)安裝在船身吃水線以下的部分，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在船體內(nèi)部，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的導(dǎo)線通過(guò)防水圈與防水步進(jìn)電機(jī)連接，電源模塊與單片機(jī)微處理器連接，傳感器模塊的信號(hào)輸出端通過(guò)通訊接口轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)微處理器的輸入端連接，單片機(jī)微處理器的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與防水步進(jìn)電機(jī)連接。本實(shí)用新型體積小，操作模式多樣化，可靠性高，成本低，易推廣，易于改裝或直接安裝在各種中小型船舶上。
文檔編號(hào)B63B39/00GK202144296SQ20112011962
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者劉建群, 王志鋒, 袁梁狄, 許東偉, 黃海森 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)