一种仿生鳍鱼尾舵的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种仿生鳍鱼尾舵，包括长舵杆、短舵杆、鱼尾型舵叶板、舵球和螺旋桨；所述长舵杆与短舵杆用连接阀链接，鱼尾型舵叶板设置在长舵杆和短舵杆的一端，舵球横向固定在鱼尾型舵叶板的中央位置，螺旋桨通过舵球安装在鱼尾型舵叶板上；所述鱼尾型舵叶板右侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第一鳍，鱼尾型舵叶板左侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第二鳍。本实用型新型的船舵是在原有的鱼尾舵的基础上引入仿生鳍的优点，上下制流板有起到稳定鱼尾舵叶两侧流场和尾流的作用。本实用新型能够提高舵效，具有较高的升力系数及较高的倒航性，改善了常规舵在较小舵角时的航向避让性和航向保持性，适用范围广，结构简单，节能、成本低、操作方便、易推广。
【专利说明】
一种仿生鳍鱼尾舵
技术领域
[0001]本实用新型属于船舵操纵控制系统技术领域。更具体地，涉及一种仿生鳍鱼尾舵。 【背景技术】
[0002]船舶在航行过程中，需要大量的燃油，同时还必须承担较大的作用力，因此节能减排和降低船舶的运营风险成为世界各国国船舶公司和船东待解决的一大难题。
[0003]目前船舶主要采用以下的节能措施:开展优秀船型的优化，发展高效推进器以及开发水动力节能附加装置等。但是，由于优化船体型线以及优选动力装置措施一般只能使用在船舶设计之初，一旦固定将很难改变，具有很大的局限性。而开发新型水动力节能装置具有更大的灵活性，易于对现有的旧船进行改造，安装简便、成本低，在节能以及降低噪声方面都有着较好的应用效果，应用前景十分广阔。
[0004]因此，设计出一种新型水动力节能装置，能够使船舶在航行中平稳行驶减少颠簸， 同时又能减少燃油的消耗提高船舶航速，使船舶在改变航向时变得更加灵活成为日益需要关注并亟需解决的问题。
[0005]另外，船尾舵附设于船体外，利用船舶航行时作用于鱼尾型舵叶上的流体动力而控制船舶航向的装置。通常由鱼尾型舵叶、舵杆、支撑舵杆的管状舵承等组成。船尾舵的设计合理与否，不仅直接关系到舵效、倒航性、满足不同平衡需要等方面的问题，还对船舶的动力与能耗具有明显的影响作用。
【发明内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和技术不足，提供一种带仿生鳍的鱼尾舵，其结构简单，制造成本低，能够明显提高舵效，改善了常规鱼尾舵在小舵角时的舵效、倒航性、不同平衡需要，增大了适应范围。
[0007]本实用新型上述目的通过以下技术方案实现:
[0008]—种仿生鳍鱼尾舵，包括长舵杆1、短舵杆4、鱼尾型舵叶板2、舵球9和螺旋桨10;所述长舵杆1与短舵杆4用连接阀3链接，鱼尾型舵叶板2设置在长舵杆1和短舵杆4的一端，舵球9横向固定在鱼尾型舵叶板2的中央位置，螺旋桨10通过舵球9安装在鱼尾型舵叶板2上； 所述鱼尾型舵叶板2右侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第一鳍5,鱼尾型舵叶板2左侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第二鳍6。
[0009]具体地，所述的两片鳍片是通过焊接的方式固定在舵球9表面，鳍片呈半球圆形， 在舵球9上安装鳍片后可以提高船舶在改变航向时的稳定性，具有平稳水流的作用。[〇〇1〇]优选地，所述舵球9横向固定在鱼尾型舵叶板2的中央位置的具体方式是通过焊接的方式进行横向固定，所述横向固定是指舵球9的中心线与鱼尾型舵叶板2顶面的前缘中心线在一条直线上。
[0011]使用时，螺旋桨10与鱼尾型舵叶板2都固定在船体11的船底尾端，鱼尾型舵叶板2 与控制船体方向的长舵杆1连接，当船舶开始航行时，可以通过传动轴调节鱼尾型舵叶板2的角度来改变船舶的方向。舵球9表面固定有鳍片，螺旋桨的桨毂和舵球同轴设置，达到修复螺旋桨后中心线部位低压区域絮乱水流及漩涡，使船舶能够减少颠簸平稳运行，提高螺旋桨工作效率减少燃油消耗，提高船舶运行速度，达到节能提速效果。
[0012]优选地，所述鱼尾型舵叶板2呈鱼尾状，并通过铰链与舵球9连接。
[0013]具体地，是鱼尾型舵叶板2较薄一侧的边缘处开有装配槽，舵球9较细一端与装配槽通过焊接相互配合固定。此设计方便鱼尾型舵叶板和舵球的配合，使其具有流线形，减小了船舶行驶中的阻力，达到节能提速的效果。
[0014]鱼尾型舵叶板2整体上是鱼尾型，因此，整体上厚薄不均，为了减少螺旋桨带来的水流阻力，因此，更优选地，鱼尾型舵叶板2顶面和地面(两端)分别安装有上制流板7和下制流板8,使经过螺旋桨10刮出的水流有一定距离的缓冲，有利于船体在航行时保持稳定。
[0015]另外，更进一步优选地，所述第一鳍5的一端安装在左弦侧的鱼尾型舵叶板2的舵面的中央部前缘侧(舵球表面)，且安装成比所述螺旋桨10的中心位置更靠上方，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋桨10的旋转半径更靠内侧且朝上的位置。
[0016]优选地，所述第二鳍6的一端安装在右弦侧的鱼尾型舵叶板2的舵面的中央部前缘侦吖舵球表面)，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋桨10的旋转半径跟靠内侧且朝下的位置。[〇〇17]优选地，所述第一鳍5的剖面呈翼型，以向上拱曲的方式而形成。
[0018]优选地，所述第二鳍6的剖面呈翼型，以向下拱曲的方式而形成。[〇〇19]即鳍片有两个，两个鳍片均匀分布在舵球表面上，鳍片呈半球圆形。通过装有两个鳍片使船舶在航行中转向变得更加灵活，同时半球圆形鳍片也具有稳定水流的作用。减少水流对舵叶的冲击，使船舶变得更加易于操控，减少因为变向而增加的油耗。
[0020]另外，优选地，舵球9呈水滴形，由于舵球9呈水滴形，因此具有较粗一端和较细一端，较粗一端大约呈半球状，之后较粗端边沿延伸出的两个线条逐渐开始靠近直至相交形成较细一端，较细一端呈箭头状，较粗一端和较细一端一体成型共同形成呈水滴形的舵球 9,舵球9较细一端与鱼尾型舵叶板2固定连接，较粗一端与螺旋桨10的桨毂相对，且较粗一端的中心线与螺旋桨10的桨毂中心线同轴设置。
[0021]进一步优选地，所述鱼尾型舵叶板2较薄一侧的边缘处开有装配槽，舵球9较细一端与装配槽通过焊接相互配合固定。通过上述设计制造出的鱼尾型舵叶板2和舵球9,可以使鱼尾型舵叶板2和舵球9整体上呈流线型，较好的减少了船舶在航行时水流产生的阻力， 包括螺旋桨10刮出水流的阻力，提高船舶的航速，使船舶具有很好的稳性，从而达到节能提速的效果。[〇〇22]本实用新型具有以下有益效果:
[0023]本实用型新型的船舵是在原有的鱼尾舵的基础上引入仿生鳍的优点，主舵包括链接在一起的长舵杆和短舵杆，所述长舵杆与船体连接上，所述的短舵杆与鱼尾型舵叶连接， 所述的鱼尾型舵叶的相对顶部有安装上制流板，所述的鱼尾型舵叶的相对底部安装有下制流板，上下制流板有起到稳定鱼尾舵叶两侧流场和尾流的作用。
[0024]另外，舵球横向固定在鱼尾型舵叶的中央位置，所述舵球表面固定有鳍片，所述螺旋桨与舵叶固定在船体上，所述螺旋桨的桨毂与固定在舵叶上的舵球同轴设置，通过舵球安装在舵叶上。
[0025]由于带仿生鳍鱼尾舵叶，使舵叶后缘的水压力增大以提高舵效的优点，具有较高的升力系数及较高的倒航性，而有效地提高舵效，改善了常规舵在较小舵角时的航向避让性和航向保持性，它适用于各类船舶，尤其对操纵性要求较高的船舶，仿生鳍鱼尾舵结构简单，能够很好的达到节能、降低制造成本的效果，且操作方便，容易推广。【附图说明】
[0026]图1为本实用新型仿生鳍鱼尾舵(包括螺旋桨)的整体结构示意图。
[0027]图2为本实用新型仿生鳍鱼尾舵(包括螺旋桨)的左侧结构示意图。
[0028]图3为本实用新型仿生鳍鱼尾舵(包括螺旋桨)的右侧结构示意图。【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和具体实施例来进一步说明本实用新型，但实施例并不对本实用新型做任何形式的限定。除非特别说明，本实用新型采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本实用新型所用试剂和材料均为市购。
[0030]实施例1[0031 ] —种仿生鳍鱼尾舵，包括长舵杆1、短舵杆4、鱼尾型舵叶板2、舵球9和螺旋桨10;所述长舵杆1与短舵杆4用连接阀3链接，鱼尾型舵叶板2设置在长舵杆1和短舵杆4的一端，舵球9横向固定在鱼尾型舵叶板2的中央位置，螺旋桨10通过舵球9安装在鱼尾型舵叶板2上； 所述鱼尾型舵叶板2右侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第一鳍5,鱼尾型舵叶板2左侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第二鳍6。
[0032]具体地，所述的两片鳍片是通过焊接的方式固定在舵球9表面，鳍片呈半球圆形， 在舵球9上安装鳍片后可以提高船舶在改变航向时的稳定性，具有平稳水流的作用。
[0033]其中，所述舵球9横向固定在鱼尾型舵叶板2的中央位置的具体方式是通过焊接的方式进行横向固定，所述横向固定是指舵球9的中心线与鱼尾型舵叶板2顶面的前缘中心线在一条直线上。
[0034]使用时，螺旋桨10与鱼尾型舵叶板2都固定在船体11的船底尾端，鱼尾型舵叶板2 与控制船体方向的长舵杆1连接，当船舶开始航行时，可以通过传动轴调节鱼尾型舵叶板2 的角度来改变船舶的方向。舵球9表面固定有鳍片，螺旋桨的桨毂和舵球同轴设置，达到修复螺旋桨后中心线部位低压区域絮乱水流及漩涡，使船舶能够减少颠簸平稳运行，提高螺旋桨工作效率减少燃油消耗，提高船舶运行速度，达到节能提速效果。
[0035]所述鱼尾型舵叶板2呈鱼尾状，并通过铰链与舵球9连接。具体地，是鱼尾型舵叶板 2较薄一侧的边缘处开有装配槽，舵球9较细一端与装配槽通过焊接相互配合固定。此设计方便鱼尾型舵叶板和舵球的配合，使其具有流线形，减小了船舶行驶中的阻力，达到节能提速的效果。
[0036]鱼尾型舵叶板2整体上是鱼尾型，因此，整体上厚薄不均，为了减少螺旋桨带来的水流阻力，因此，更优选地，鱼尾型舵叶板2顶面和地面(两端)分别安装有上制流板7和下制流板8,使经过螺旋桨10刮出的水流有一定距离的缓冲，有利于船体在航行时保持稳定。
[0037]另外，更进一步地，所述第一鳍5的一端安装在左弦侧的鱼尾型舵叶板2的舵面的中央部前缘侧(舵球表面)，且安装成比所述螺旋桨10的中心位置更靠上方，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋桨10的旋转半径更靠内侧且朝上的位置。所述第二鳍6的一端安装在右弦侧的鱼尾型舵叶板2的舵面的中央部前缘侧(舵球表面)，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋桨10的旋转半径跟靠内侧且朝下的位置。
[0038]所述第一鳍5的剖面呈翼型，以向上拱曲的方式而形成。所述第二鳍6的剖面呈翼型，以向下拱曲的方式而形成。[〇〇39]即鳍片有两个，两个鳍片均匀分布在舵球表面上，鳍片呈半球圆形。通过装有两个鳍片使船舶在航行中转向变得更加灵活，同时半球圆形鳍片也具有稳定水流的作用。减少水流对舵叶的冲击，使船舶变得更加易于操控，减少因为变向而增加的油耗。
[0040]另外，舵球9呈水滴形，由于舵球9呈水滴形，因此具有较粗一端和较细一端，较粗一端大约呈半球状，之后较粗端边沿延伸出的两个线条逐渐开始靠近直至相交形成较细一端，较细一端呈箭头状，较粗一端和较细一端一体成型共同形成呈水滴形的舵球9,舵球9较细一端与鱼尾型舵叶板2固定连接，较粗一端与螺旋桨10的桨毂相对，且较粗一端的中心线与螺旋桨10的桨毂中心线同轴设置。[0041 ]进一步地，所述鱼尾型舵叶板2较薄一侧的边缘处开有装配槽，舵球9较细一端与装配槽通过焊接相互配合固定。通过上述设计制造出的鱼尾型舵叶板2和舵球9,可以使鱼尾型舵叶板2和舵球9整体上呈流线型，较好的减少了船舶在航行时水流产生的阻力，包括螺旋桨10刮出水流的阻力，提高船舶的航速，使船舶具有很好的稳性，从而达到节能提速的效果。[〇〇42]最后所应当说明的是，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例， 而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，包括长舵杆(I)、短舵杆(4)、鱼尾型舵叶板(2)、舵球(9)和螺旋桨(10);所述长舵杆(I)与短舵杆(4)用连接阀(3)链接，鱼尾型舵叶板(2)设置在长舵杆(I)和短舵杆(4 )的一端，舵球(9 )横向固定在鱼尾型舵叶板(2 )的中央位置，螺旋桨(10)通过舵球(9)安装在鱼尾型舵叶板(2)上;所述鱼尾型舵叶板(2)右侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第一鳍(5)，鱼尾型舵叶板(2)左侧的舵球上安装有半球形仿生鳍第二鳍(6)02.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述鱼尾型舵叶板(2)的两端分别设置有上制流板(7)和下制流板(8)。3.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述舵球(9)横向固定在鱼尾型舵叶板(2)的中央位置的具体方式是通过焊接的方式进行横向固定，所述横向固定是指舵球(9)的中心线与鱼尾型舵叶板(2)顶面的前缘中心线在一条直线上。4.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述鱼尾型舵叶板(2)呈鱼尾状，并通过铰链与舵球(9 )连接。5.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述第一鳍(5)的一端安装在左弦侧的鱼尾型舵叶板(2)的舵面的中央部前缘侧，且安装成比所述螺旋桨(10)的中心位置更靠上方，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋桨(10)的旋转半径更靠内侧且朝上的位置。6.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述第二鳍(6)的一端安装在右弦侧的鱼尾型舵叶板(2)的舵面的中央部前缘侧，另一端向斜上方延伸到比所述螺旋桨(10)的旋转半径跟靠内侧且朝下的位置。7.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述第一鳍(5)的剖面呈翼型，以向上拱曲的方式而形成。8.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述第二鳍(6)的剖面呈翼型，以向下拱曲的方式而形成。9.根据权利要求1所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，舵球(9)呈水滴形，舵球(9)较细一端与鱼尾型舵叶板(2)固定连接，较粗一端与螺旋桨(10)的桨毂相对，且较粗一端的中心线与螺旋桨(10)的桨毂中心线同轴设置。10.根据权利要求9所述仿生鳍鱼尾舵，其特征在于，所述鱼尾型舵叶板(2)较薄一侧的边缘处开有装配槽，舵球(9)较细一端与装配槽通过焊接相互配合固定。
【文档编号】B63H25/06GK205615697SQ201620226733
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】欧启彬, 黄技, 叶剑钊, 江梓丹, 黄斯慧, 欧启明
【申请人】广东海洋大学