用于艏升降舵舵轴的防护装置的制作方法

本发明涉及舵装置技术领域，具体涉及一种对船舶和载人潜水器上的艏升降舵舵轴进行防护的装置。

背景技术：

船舶、载人潜水器的艏部一般装有升降舵装置，具有保持船舶或载人潜水器定深航行、改变船舶或载人潜水器深度的作用，还可以用来克服剩余浮力，对船舶或载人潜水器的操纵性起至关重要的作用。艏升降舵的结构一般包括舵叶、舵轴，舵叶与舵轴的两端连接，舵轴的中间部分与船舶或载人潜水器上的会转舵装置连接，舵轴依靠舵承转动支撑在船舶或载人潜水器的本体上。目前艏升降舵主要为非收放式升降舵，使用这种舵的船舶或载人潜水器在离靠码头或在冰区航行时，艏升降舵与码头、冰块有发生碰撞的可能性，舵叶碰撞瞬间碰撞力极大，或船舶、载人潜水器在恶劣海况下水面运行时，舵叶承受巨大波浪力的冲击作用，这几种工况下作用于舵叶上的力对舵轴会造成致命损伤，由于非收放式的上述缺陷，对舵进行改进，产生了可收放式舵，虽然可收放式升降舵能避免船舶或载人潜水器离靠码头或在冰区航行时发生碰撞、在水面运行时减少舵叶承受的波浪力，但结构复杂，可靠性不高，为此，有必要在非收放式升降舵的基础上设计一套专门防护装置，在前述几种工况下保护舵轴。

技术实现要素：

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种用于艏升降舵舵轴的防护装置，其能够承担舵叶与码头、冰块碰撞瞬间对舵轴产生的巨大作用力或波浪垂直于舵叶方向上的作用力，有效保护舵轴，结构简单，且工作可靠。

本发明的技术方案如下：

用于艏升降舵舵轴的防护装置，包括多套防护机构，其中，在所述艏升降舵的舵叶横向端面的厚度方向上配设有至少两套防护机构，在所述舵叶横向端面的长度方向上配设有至少两套防护机构；所述防护机构包括与所述艏升降舵的舵轴平行设置的支撑轴，支撑轴滑动设于船体或潜水器壳体的安装孔内，安装孔为贯通孔，舵轴可转动地支撑在船体或潜水器壳体上；支撑轴背离舵叶的一端与连接块一端铰接，连接块另一端与曲柄两端之间的曲柄段铰接，曲柄的一端与液压缸的活塞杆铰接，曲柄的另一端铰接在支撑座上，在支撑轴的轴向方向上，连接块与曲柄的铰接中心位于支撑轴与连接块的铰接中心、曲柄与支撑座的铰接中心之间；液压缸缸体铰接支撑在支撑座上；活塞杆的伸缩带动支撑轴轴向移动。

其进一步技术方案为：

所述防护装置包括三套防护机构，其中，在舵叶横向端面的厚度方向上配设有两套防护机构；在舵叶横向端面的长度方向上，所述两套防护机构设置在舵轴的一侧，在舵轴的另一侧设置有第三套防护机构。

所述支撑轴朝向舵叶的一侧固接有支撑块，支撑块的外围尺寸大于支撑轴的外径，且小于安装孔的内径。

所述曲柄包括柄段一、柄段二及二者之间的过渡段，柄段一背离过渡段的一端与活塞杆铰接，过渡段与连接块铰接，柄段二背离过渡段的一端铰接在支撑座上。

所述柄段一与柄段二二者形成的夹角为直角。

所述柄段二与支撑座的铰接中心、过渡段与连接块的铰接中心二者之间的距离为l1，过渡段与连接块的铰接中心、柄段一与活塞杆的铰接中心二者之间的距离为l2，过渡段与连接块的铰接中心、支撑轴与连接块的铰接中心二者之间的距离为l3，l1、l2、l3三者相等。

所述支撑轴与连接块的铰接中心、柄段二与支撑座的铰接中心二者之间的连线与支撑轴的中轴线平行。

所述支撑轴背离舵叶的一端滑动穿过导向基座后，与连接块一端铰接。

本发明的技术效果：

本发明在现有非收放式艏升降舵的基础上，在舵叶的横向端面的厚度方向上和长度方向上均设置至少两套防护机构，确保在需要防护时，能够在舵叶2横向端面的厚度方向和长度方向分别提供至少两点支撑；本发明所述防护机构，通过液压缸的活塞杆伸缩驱动曲柄与连接块的铰接中心逆时针或顺时针旋转，从而带动与连接块铰接的支撑轴轴向移动，从而与舵叶的横向端面抵接或相互脱离，并通过将曲柄与连接块的铰接中心设在连接块与支撑轴的铰接中心、曲柄与支撑座的铰接中心之间，为整个防护机构提供运动死点，从而能够使支撑块与舵叶抵接锁死，从而确保防护的可靠性。

当船舶或载人潜水器离靠码头或在冰区航行时发生碰撞、在水面运行波浪力较大时，通过本发明所述防护装置能够承担舵叶与码头、冰块碰撞瞬间对舵轴产生的巨大作用力或波浪垂直于舵叶方向上的作用力，从而有效保护舵轴，且结构简单，工作可靠。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图，图中，部分结构剖视。

图2为图1中ⅰ部放大图。

图3为图1的右视结构示意图。

图4为本发明所述防护机构的主视结构示意图，图中液压缸活塞缸伸出驱动支撑块与舵叶抵接。

图5为图4的俯视结构示意图。

图6为图4的左视结构示意图。

图7为液压缸活塞缸回缩到位后的运动状态示意图。

其中：1、防护机构；101、支撑轴；102、连接块；103、曲柄；1031、柄段一；1032、柄段二；1033、过渡段；104、液压缸；1041、活塞杆；105、支撑座；106、支撑块；107、导向基座；2、舵叶；3、舵轴；4、船体或潜水器壳体；401、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

见图1、图3，本发明包括多套防护机构1，其中，在所述艏升降舵的舵叶2横向端面的厚度方向上配设有至少两套防护机构1，在舵叶2横向端面的长度方向上配设有至少两套防护机构1；见图1、图2、图4、图5、图6，所述防护机构1包括与所述艏升降舵的舵轴3平行设置的支撑轴101，支撑轴101滑动设于船体或潜水器壳体4的安装孔401内，安装孔401为贯通孔，舵轴3通过轴承组件可转动地支撑在船体或潜水器壳体4上；支撑轴101背离舵叶2的一端与连接块102一端铰接，连接块102另一端与曲柄103两端之间的曲柄段铰接，曲柄103的一端与液压缸104的活塞杆1041铰接，曲柄103的另一端铰接在支撑座105上，在支撑轴101的轴向方向上，连接块102与曲柄103的铰接中心a位于支撑轴101与连接块102的铰接中心b、曲柄103与支撑座105的铰接中心c之间；液压缸104缸体铰接支撑在支撑座105上；活塞杆1041的伸缩运动带动支撑轴101沿着所述贯通孔402往复轴向移动。

进一步地，见图3，本发明所述用于艏升降舵舵轴的防护装置包括三套防护机构1，其中，在舵叶2横向端面的厚度方向上配设有两套防护机构1；在舵叶2横向端面的长度方向上，所述两套防护机构1设置在舵轴3的一侧，在舵轴3的另一侧，设置有第三套防护机构1。其中，所述舵叶2横向端面的厚度方向参见图3中字母t所示尺度，所述舵叶2横向端面的长度方向参见图3中字母l所示尺度。设置三套防护机构1，确保在舵叶2横向端面的厚度方向和长度方向上均至少有两套防护机构1，确保在两个方向上至少对舵叶2有两点支撑的防护。

进一步地，见图2、图3，所述支撑轴101朝向舵叶2的一侧固接有支撑块106，支撑块106的外围尺寸大于支撑轴101的外径，且小于安装孔401的内径。支撑块106优选为橡胶材质，具有缓冲减振的作用，支撑块106用来防止舵叶2和支撑轴101直接接触，保护舵叶2。

具体地，所述曲柄103包括柄段一1031、柄段二1032及二者之间的过渡段1033，柄段一1031背离过渡段1033的一端与活塞杆1041铰接，过渡段1033与连接块102铰接，柄段二1032背离过渡段1033的一端铰接在支撑座105上。

所述柄段一1031与柄段二1032之间具有夹角，且二者形成的夹角优选为直角。

优选地，所述柄段二1032与支撑座105的铰接中心c、过渡段1033与连接块102的铰接中心a二者之间的距离为l1，过渡段1033与连接块102的铰接中心a、柄段一1031与活塞杆1041的铰接中心d二者之间的距离为l2，过渡段1033与连接块102的铰接中心a、支撑轴101与连接块102的铰接中心b二者之间的距离为l3，l1、l2、l3三者相等。

由于曲柄103的结构设置以及多个铰接连接结构的设置，使得本发明所述防护装置的运动具备死点，即支撑块106与舵叶2的横向端面抵接时，整个防护装置处于死点位置，能够保证支撑轴101可靠锁定从而维持其所在位置，从而为舵叶2提供支撑力，且即使是液压缸104泄压时，舵叶2上所受到的外界作用力，也能够由所述防护机构1承担，从而保护舵轴3。

进一步地，所述支撑轴101与连接块102的铰接中心b、柄段二1032与支撑座105的铰接中心c二者之间的连线与支撑轴101的中轴线平行，能够进一步使支撑轴101的移动方向在轴向上。

所述支撑轴101背离舵叶2的一端滑动穿过导向基座107后，与连接块102一端铰接，导向基座107固定在支撑座105上，导向基座107的设置，能够为支撑轴101的移动提供导向作用。

本发明的优选实施例，见图3、图4所示，所述柄段一1031与柄段二1032二者之间形成的夹角为直角，且l1、l2、l3三者相等，船体或载人潜水器在正常作业时，本发明所述防护装置不起作用，此时，活塞杆1041处于回缩到位状态，见图7，支撑轴101最外端不伸出安装孔401，支撑块106与舵叶2不接触；当船体或载人潜水器在水面运行、离靠码头或冰区航行时，活塞杆1041伸出，带动曲柄103旋转，继而推动支撑轴101沿轴向朝向舵叶2移动，直至支撑轴101与连接块102的铰接中心b、柄段二1032与支撑座105的铰接中心c、过渡段1033与连接块102的铰接中心a三者共线，见图1和图4所示状态，此时，支撑块106的最外端伸出安装孔401并与舵叶2横向端面抵接，由于此时整个防护装置处于死点位置，支撑轴101和支撑块106为舵叶2提供支撑力，根据不同的恶劣工况，在舵叶2导边和随边与码头或者冰块发生纵向碰撞时，同时使用舵叶2横向端面的长度方向上配设的两套防护机构1，可以防止舵轴3水平方向发生弯曲，在舵叶2背面与码头或冰块发生碰撞或船舶、载人潜水器在水面运行承受巨大波浪力时，同时使用舵叶2横向端面的厚度方向上配设的两套防护机构1，可以防止舵轴3竖直方向发生弯曲，由此能够有效保护舵叶2的舵轴3。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。