i的时间Ti达到第一预定时长A或在预定时长 T内超过第二预定阈值G2的次数出达到第一预定数值B时，或，当纵倾角度F持续超过第三预 定阈值G 3的时间T2达到第二预定时长C或在预定时长T内超过第四预定阈值G4的次数H 2达到 第二预定数值D时，判定当前浪级为第一预定时长A、第一预定数值B、第二预定时长C及第二 预定数值D所对应的浪级。
[0039]如表1所示，为第一预定时长A、第一预定数值B、第二预定时长C、第二预定数值D及 船舶1最大允许航速V与浪级的对照表： 表1浪级条件及最大允许航速对应表
当前浪级的判定过程如下： (1)只要倾角数据满足以下四个条件中的至少一个，就判定当前浪级为小浪，此时，船 舶1最大允许航速SV1:(a)横倾角度E持续超过第一预定阈值61的时间h达到第一预定时长 Ai，（b)横倾角度E在预定时长T内超过第二预定阈值G2的次数Hi达到第一预定数值Bi，（ c)纵 倾角度F持续超过第三预定阈值G3的时间T2达到第二预定时长&，（d)在预定时长T内超过第 四预定阈值G 4的次数H2达到第二预定数值Du
[0040] (2)只要倾角数据满足以下四个条件中的至少一个，就判定当前浪级为轻浪，此 时，船舶1最大允许航速为V 2: (a)横倾角度E持续超过第一预定阈值61的时间h达到第一预 定时长A2，（b)横倾角度E在预定时长T内超过第二预定阈值G 2的次数出达到第一预定数值 B2，（c)纵倾角度F持续超过第三预定阈值G3的时间T 2达到第二预定时长C2，（d)在预定时长T 内超过第四预定阈值G4的次数H 2达到第二预定数值D2。
[0041] (3)只要倾角数据满足以下四个条件中的至少一个，就判定当前浪级为中浪，此 时，船舶1最大允许航速为v3: (a)横倾角度E持续超过第一预定阈值61的时间Ti达到第一预 定时长A3，（b)横倾角度E在预定时长T内超过第二预定阈值G2的次数出达到第一预定数值 B 3，（c)纵倾角度F持续超过第三预定阈值G3的时间T2达到第二预定时长C 3，（d)在预定时长T 内超过第四预定阈值G4的次数H2达到第二预定数值D 3。
[0042] (4)只要倾角数据满足以下四个条件中的至少一个，就判定当前浪级为大浪，此 时，船舶1最大允许航速为V 4: (a)横倾角度E持续超过第一预定阈值61的时间h达到第一预 定时长A4，（b)横倾角度E在预定时长T内超过第二预定阈值G 2的次数出达到第一预定数值 B4，（c)纵倾角度F持续超过第三预定阈值G3的时间T 2达到第二预定时长C4，（d)在预定时长T 内超过第四预定阈值G4的次数H2达到第二预定数值D 4。
[0043] 航速调整步骤S3,控制器根据浪级判定步骤S2中确定船舶1在当前浪级下的最大 允许航速，并将船舶1的航速调整至该最大允许航速以下。
[0044] 为了能够以最短的时间到达目的地，可将船舶当前航速与最大允许航速进比较， 当前船速小于最大允许航速时，控制器控制船舶动力系统的油门以提高航速至最大允许航 速；当前船速大于最大允许航速时，控制器控制船舶动力系统的油门以降低航速至最大预 先航速。其中，在本发明中，"将航速调整至当前浪级所对应的最大允许航速"被定为"控制 器向船舶动力系统输出将航速调整至最大允许航速的指令，并且动力系统中轮机也执行了 该调速指令"。
[0045] 船舶航速的调整过程为，控制器通过控制伺服机构调整船舶动力系统的输出功 率，进而改变推进器的推力，如推力的大小及方向。
[0046] 由于倾角监控装置为一机械式结构，结构简单且性能稳定，受外界环境因素影响 小;此外，该倾角监控装置始终以水平面为参考基准，有效减少计算量，且结果准确性高。 [0047]船舶第二实施例 作为对本发明船舶第二实施例的说明，以下仅对与船舶第一实施例的不同之处进行说 明。
[0048] 略去水池及盛装于水池内的水。
[0049]参见图5及图6,采用纵倾角重力锤22与横倾角重力锤26对应地替代纵倾角浮球与 横倾角浮球。纵倾角重力锤22与横倾角重力锤26构成本实施例的感应器。
[0050]纵倾角转换器由固定在纵倾角重力锤22上的磁块及固定在支撑架24上的磁传感 器252构成，纵倾角重力锤22与纵倾角摆臂23的摆动面平行于船舶2的船体20的中纵剖面， 当船体20正浮时，纵倾角摆臂23在纵倾角重力锤22的作用下沿垂向布置，此时磁传感器252 位于纵倾角重力锤22上磁块的正下方，并以该点为参照点，即纵倾角重力锤22在重力的作 用下，驱动纵倾角摆臂23相对支撑架24绕铰轴旋转，并使纵倾角摆臂23趋至与水平面成90 度的位置。
[0051]横倾角转换器由固定在横倾角重力锤26上的磁块及固定在支撑架24上的磁传感 器282构成，横倾角重力锤26与横倾角摆臂27的摆动面平行于船舶2的船体20的横剖面，当 船体20正浮时，横倾角摆臂27在横倾角重力锤26的作用下沿垂向布置，此时磁传感器282位 于横倾角重力锤26上磁块的正下方，并以该点为参照点，即横倾角重力锤26在重力的作用 下，驱动横倾角摆臂27相对支撑架24绕铰轴旋转，并使横倾角摆臂27趋至与水平面成90度 的位置。
[0052]在对船舶2进行横倾角度与纵倾角度的检测过程中，磁传感器252及磁传感器282 向控制器输出它们检测到实时磁场强度值，相对参照点处磁场强度，实时检测到磁场强度 值的变化量大小代表船倾角度的大小。
[0053]在船舶航速控制方法中，用磁场强度变化值的大小替代船舶控制方法第一实施例 中的电阻值变化大小对船舶航速进行控制，在此不再赘述。
[0054] 在上述各实施例中，对于不同船型、吨位的船舶，不同浪级所对应的第一预定时长 A、第一预定数值B、第二预定时长C、第二预定数值D及船舶的最大允许航速V，需根据实际情 况进行测定。
[0055] 本发明的主要构思是通过对船舶在航行过程中横倾角度与纵倾角度进行检测，并 根据检测到的船倾角度情况判定当前海面浪级，并根据不同浪级所对应船舶的最大允许航 速对船舶航速进行调整，根据本构思，倾角检测装置的结构及其在船体上的安装位置还有 多种显而易见的变化;根据倾角数据判定浪级的方法还有多种显而易见的变化，比如，通过 对横倾角度与纵倾角度赋予不同权重并求二者的加权平均值作为判断条件，该种方法综合 考虑了横倾角度与纵倾角角度对船舶航行安全的影响。
【主权项】
1. 船舶航速控制方法，包括以下步骤： 船舶倾角检测步骤，采集船舶在航行过程中的横倾角度与纵倾角度； 浪级判定步骤，当船舶倾角达到预定阈值时，判定当前浪级为该预定阈值所对应的浪 级； 航速调整步骤，将航速调整至当前浪级所对应的最大允许航速以下。2. 根据权利要求1所述船舶航速控制方法，其特征在于： 在浪级判定步骤中，船舶倾角达到预定阈值时是指： 当横倾角度持续超过第一预定阈值的时间达到第一预定时长或在预定时长内超过第 二预定阈值的次数达到第一预定数值时，或，当纵倾角度持续超过第三预定阈值的时间达 到第二预定时长或在预定时长内超过第四预定阈值的次数达到第二预定数值时。3. 根据权利要求1或2所述船舶航速控制方法，其特征在于： 在航速调整步骤中，将航速调整至当前浪级所对应的最大允许航速。4. 船舶倾角检测装置，包括倾角检测单元； 其特征在于： 所述倾角检测单元包括支撑架、摆臂、感应器及转换器； 所述摆臂的一端通过铰轴与所述支撑架铰接； 所述感应器用于感应所述船舶倾角，并驱动所述摆臂相对所述支撑架绕所述铰轴旋 转； 所述转换器用于将所述摆臂相对所述支撑架绕所述铰轴的摆角转换为可测量物理量。5. 根据权利要求4所述船舶倾角检测装置，其特征在于： 所述感应器包括液体池及位于所述液体池内的浮球； 所述浮球与所述摆臂的另一端固定连接。6. 根据权利要求4所述船舶倾角检测装置，其特征在于： 所述感应器为一重力锤，所述重力锤与所述摆臂的另一端固定连接。7. 根据权利要求4至6任一项所述船舶倾角检测装置，其特征在于： 所述转换器为一旋转变阻器，所述旋转变阻器的滑片与所述摆臂固定连接，所述旋转 变阻器的弧形电阻片与所述支撑架固定连接。8. 根据权利要求4至6任一项所述船舶倾角检测装置，其特征在于： 所述转换器包括磁体及磁传感器，所述磁体与所述磁传感器中的一个与所述摆臂固定 连接，另一个与所述支撑架固定连接。9. 船舶，包括船体及安装在所述船体上的控制器、船舶倾角检测装置与船舶动力系统； 所述控制器向所述船舶动力系统输出航速调整信号： 其特征在于： 所述船舶倾角检测装置为所述权利要求4至8任一项所述船舶倾角检测装置。10. 根据权利要求9所述船舶，其特征在于： 所述倾角检测单元的数量为两个，一个为横倾角检测单元，另一个为纵倾角检测单元； 所述横倾角检测单元向所述控制器输出横倾角检测信号，所述纵倾角检测单元向所述 控制器输出纵倾角检测信号； 所述纵倾角检测单元的摆臂相对支撑架绕铰轴的摆动面与所述船舶的船体的中纵剖 面共面； 所述横倾角检测单元的摆臂相对支撑架绕铰轴的摆动面与所述船体的横剖面相平行。
【专利摘要】本发明涉及一种船舶航速控制方法、船舶倾角检测装置及以该船舶倾角检测装置构建的船舶，属于船舶自动控制技术领域。其中船舶航速控制方法包括船舶倾角检测步骤、浪级判定步骤及航速调整步骤。船舶倾角检测步骤包括采集船舶在航行过程中的横倾角度与纵倾角度。浪级判定步骤包括当船舶倾角达到预定阈值时，判定当前浪级为该预定阈值所对应的浪级。航速调整步骤包括将船舶航速调整至当前浪级所对应的最大允许航速以下。该控制方法在能有效提高船舶航行的安全性。
【IPC分类】B63B39/14
【公开号】CN105730647
【申请号】CN201610043925
【发明人】梁明森, 梁荣宇
【申请人】珠海市南屏均昌船厂
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月22日