专利名称：船舶稳定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及船舶技术，特别是一种船舶稳定装置。
背景技术：
当船舶行驶于水面上时，难免会受到波浪拍打与风的吹拂，而产生非预期的移动以及摇摆，其中，由于船舶长宽比例的因素，使得侧摇(Roll)在船舶上会非常显著，除了容易造成船上人员晕船外，更会造成船上货物位移或倾倒，影响船舶航行的安全，所以，目前相关领域已发展出多种船舶稳定装置，常见的有反侧摇水柜与稳定翼两大主流，但该反侧摇水柜会占用极大的船舱空间，导致船舶载货量的减少，而该稳定翼则会形成阻力，造成船速的降低，因此在使用上多有局限性。有鉴于此，美国专利US 769，493A与US 769，693A提出利用陀螺仪特性来达到船舶稳定的装置，该稳定装置主要是具有一底座，该底座上是设有一马达，该马达是连接有一飞轮，并可利用该马达驱动该飞轮不断转动，使该飞轮产生角动量，通过此，当该船舶受波浪拍打而倾斜时，依照力学原理，该飞轮将会产生一回复力矩使该船舶回正，而能够达到稳定船舶的效果，然而，根据力学公式，回复力矩等于转动惯量乘以转动速度，换言之，该飞轮需要具有足够的转动惯量与转动速度才能有效稳定该船舶，因此该稳定装置必须采用重量较重的飞轮，以及使用较大马力的马达来驱动该飞轮，如美国专利6，973，847与美国专利公开号2007/0157749A1所示，该专利案即是使用不同技术来减少该飞轮的转动阻力，以提升该飞轮的转速，然而前述传统方法都会导致该稳定装置不仅体积庞大且重量可观，而具有不易安装的缺点，以及无法应用于空间有限的船舱内的缺憾，同时该飞轮采用一体成型制作也具有相当高的技术困难度，经济效益较差，所以，如何研发一种容易生产制作，且整体重量较轻、稳定效果较好的船舶稳定装置，实有必要。
发明内容
本发明的目的是公开一种船舶稳定装置，具有角动量大、重量轻的优点，且体积较小，容易安装于空间有限的船舱内，并能产生较大的回复力矩，而具有较佳的稳定船舶能力。为达到上述目的，本发明的技术解决方案是一种船舶稳定装置，其包含有一固定座；一动力源，其设置于该固定座上；一飞轮，其设置于该固定座上，并具有一盘体以及一套设固定于该盘体外周缘的管体，且该盘体的中心位置处还沿轴向穿设有一轴杆，该轴杆的一端枢设于该固定座，另端则与该动力源相连接，而使该飞轮可接收该动力源所提供的动力于该固定座上旋转；通过此，可将该船舶稳定装置设置于一船舶上，当该船舶受波浪影响而发生摇摆时，通过该稳定装置将提供回复力矩来稳定该船舶，而有效降低波浪所造成的摇摆，同时，由于该飞轮是由该盘体与该管体所构成，而使该飞轮的重量会集中于外缘处，因此该飞轮更具有角动量大、重量轻的优点，进而使该船舶稳定装置有体积较小，容易安装于空间有限的船舱内的特色。所述的一种船舶稳定装置，其所述盘体上穿设有数个镂空槽。所述的一种船舶稳定装置，其所述管体的外环面还环设有至少一配重环面。所述的一种船舶稳定装置，其所述配重环面外侧还环设有至少一纤维围束。所述的一种船舶稳定装置，其所述管体的外环面还环设有至少一纤维围束。所述的一种船舶稳定装置，其所述动力源与该飞轮间还进一步设有一变速机构， 且该变速机构具有数个齿轮，并可利用调整齿数比的方式来提升该飞轮的转速。所述的一种船舶稳定装置，其所述船舶稳定装置还包含有一底座，且该底座上设有至少两支撑臂，而该固定座的两相对侧则各设有一枢接部，并可通过该枢接部枢接于该支撑臂间。所述的一种船舶稳定装置，其所述船舶稳定装置还包含有一调整件，且该调整件连接于该固定座的其中一枢接部上，并可依照该船舶的摇摆状态主动调整该飞轮的进动角度与速度，以进一步降低波浪所造成的摇摆。所述的一种船舶稳定装置，其所述枢接部与该调整件间还进一步连接有一连杆机构，而使该调整件可通过该连杆机构产生较大的力矩，以提升进动速度。本发明的一种船舶稳定装置，可设置于一船舶上，通过此，当该船舶受波浪影响而发生摇摆时，通过该稳定装置将可提供回复力矩来稳定该船舶，而可有效降低波浪所造成的摇摆，同时，由于该飞轮是由一盘体与一管体所构成，而使得该飞轮的重量会集中在外缘处，因此与现有的实心飞轮相比较，本发明的飞轮更具有角动量大、重量轻、容易生产的优点，而使得该船舶稳定装置不仅体积较小，容易安装于空间有限的船舱内，且其所能产生的回复力矩亦较大，而具有较佳的稳定船舶能力。
图1为本发明的一种船舶稳定装置较佳实施例的剖视图；图2为本发明的较佳实施例的飞轮的分解图；图3为本发明的较佳实施例的使用示意图；图4为本发明的一种船舶稳定装置另一较佳实施例的飞轮的俯视图；图5为图4中的A-A剖面线的剖视图；图6为本发明的一种船舶稳定装置又一较佳实施例的飞轮的剖视图。
具体实施例方式请参阅图1以及图2所示，为本发明的较佳实施例的剖视图以及飞轮的分解图，其是揭露有一种船舶稳定装置100，且该船舶稳定装置100是包含有—底座10，其上是平行立设有至少两支撑臂11。一固定座20，其两相对侧上是各设有一枢接部21，并可通过该枢接部21连接于该支撑臂11间，于本实施例中，该枢接部21是为一凸柱，并穿设枢接于该底座10的该支撑臂 11间，且该固定座20内还进一步设有一容室22。
一动力源30，其是设置于该固定座20上，于本实施例中，该动力源30是为一马达， 并设置于该固定座20的容室22的底部。一飞轮40，其是设置于该固定座20上，并具有一盘体41以及一套设固定于该盘体41外周缘的管体42，其中，该盘体41的中心位置处还沿轴向穿设有一轴杆411，于本实施例中，该轴杆411的一端是枢设于该固定座20，另端则通过下述的变速机构50连接于该动力源30上，而使该飞轮40可接收该动力源30所提供的动力于该固定座20上旋转，值得一提的是，该动力源30是可设置于该轴杆411的轴线的任意位置处，本实施例中将该动力源30设置于该容室22的底部仅为其中一种较佳的实施方式。一变速机构50，其是设置于该动力源30与该飞轮40之间，且该变速机构50是由数个齿轮所构成，并可利用调整齿数比的方式来提升该飞轮40的转速。一调整件60，其是连接于该固定座20的其中一枢接部21上，且于本实施例中，该调整件60是为一设置于该基座10上的马达，并通过下述的连杆机构70与该枢接部21相连接。一连杆机构70，其是设置于该枢接部21与该调整件60之间，且该连杆机构70的一端是连接于该固定座20的其中一枢接部21上，另端则与该调整件60相连接。请同时参阅图3所示，是为本发明的较佳实施例的使用示意图，使用者是可将该船舶稳定装置100设置于一船舶200上，通过此，当该船舶200受波浪影响而发生摇摆时， 通过该稳定装置100将可提供回复力矩来稳定该船舶200，而可有效降低波浪所造成的摇摆，以船舶侧摇为例，由于该飞轮40的角动量轴向是呈铅直方向，而该固定座20的枢接轴向则成水平方向，因此当该船舶200发生侧摇时，该固定座20将连动该飞轮40 —起产生倾斜，而使该飞轮40产生一回复力矩来使该船舶200回正，进而能够达到稳定船舶200的效果，值得一提的是，当该船舶200开始倾斜时，通过该调整件60将可依照该船舶200的摇摆状态主动调整该飞轮40的进动角度与速度，以进一步降低波浪所造成的摇摆。此外，根据力学原理可知，转动惯量与质量成正比，而与质量点到旋转轴的距离成二次方比，换言之，让该飞轮40的重量分布远离该轴杆411将可提高转动惯量，因此本发明的飞轮40通过一盘体41与一管体42互相结合组成的结构，不仅会比现有的实心飞轮具有重量较轻的优点，且依照几何结构分析，该飞轮40的主要重量将会集中于该管体42处，而使得该飞轮40能够产生较大的转动惯量，进而能够提升该飞轮40的角动量(角动量等于转动惯量乘以转动速度)，以产生较大的回复力矩来稳定该船舶200，通过此，使该船舶稳定装置100不仅重量较轻，而具有体积较小，容易安装于空间有限的船舱内的优点，且其稳定效果亦较公知稳定装置为佳。同时，由于该动力源30与该飞轮40间还进一步设有该变速机构50，因此不仅可利用调整齿数比的方式来提升该飞轮40的转速，以增加该飞轮40的角动量，且只要使用小动力马达即可驱动该飞轮40转动，而使该动力源30的体积与重量可进一步缩小，此外，因为该调整件60与该固定座20的枢接部21间还设有该连杆机构70，所以使得该调整件60还可通过该连杆机构70增加力臂以产生较大的力矩，如此不仅可大幅提升进动速度，且该调整件60亦仅需要使用小动力的马达即可，而使该调整件60的体积与重量可进一步缩小，以进一步降低该船舶稳定装置100的重量与体积。请再参阅图4以及图5所示，是为本发明的另一较佳实施例的飞轮的分解图以及飞轮的剖视图，该船舶稳定装置100与前述较佳实施例不同之处是在于，该飞轮40的盘体 41上更穿设有数个镂空槽412，而可进一步降低该飞轮40的重量，同时，该管体42的外环面还环设有至少一纤维围束43，而可通过纤维的单向性来增加结构强度，以避免该飞轮40 在转动过程中因为转速过快而解体。 请再参阅图6所示，是为本发明的又一较佳实施例的飞轮的剖视图，由前述的力学原理可知，让该飞轮40的重量分布远离该轴杆411将可提高转动惯量，故本实施例中的该飞轮40与前述较佳实施例不同之处是在于，该管体42的外环面还进一步环设有至少一配重环面44，而可增加该飞轮40最外圈处的重量，以提升该飞轮40的转动惯量，同时，为了避免该飞轮40在转动过程中因为转速过快而解体，该飞轮40还可于该配重环面44外侧环设有至少一纤维围束43，而可通过纤维的单向性来增加结构强度。
权利要求
1.一种船舶稳定装置，其特征在于，包含有一固定座；一动力源，其设置于该固定座上；一飞轮，其设置于该固定座上，并具有一盘体以及一套设固定于该盘体外周缘的管体， 且该盘体的中心位置处还沿轴向穿设有一轴杆，该轴杆的一端枢设于该固定座，另端则与该动力源相连接，而使该飞轮可接收该动力源所提供的动力于该固定座上旋转；通过此，可将该船舶稳定装置设置于一船舶上，当该船舶受波浪影响而发生摇摆时，通过该稳定装置将提供回复力矩来稳定该船舶，而有效降低波浪所造成的摇摆，同时，由于该飞轮是由该盘体与该管体所构成，而使该飞轮的重量会集中于外缘处，因此该飞轮更具有角动量大、重量轻的优点，进而使该船舶稳定装置有体积较小，容易安装于空间有限的船舱内的特色。
2.依据权利要求1所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述盘体上穿设有数个镂空槽。
3.依据权利要求1所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述管体的外环面还环设有至少一配重环面。
4.依据权利要求3所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述配重环面外侧还环设有至少一纤维围束。
5.依据权利要求1所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述管体的外环面还环设有至少一纤维围束。
6.依据权利要求1所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述动力源与该飞轮间还进一步设有一变速机构，且该变速机构具有数个齿轮，并可利用调整齿数比的方式来提升该飞轮的转速。
7.依据权利要求1所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述船舶稳定装置还包含有一底座，且该底座上设有至少两支撑臂，而该固定座的两相对侧则各设有一枢接部，并可通过该枢接部枢接于该支撑臂间。
8.依据权利要求7所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述船舶稳定装置还包含有一调整件，且该调整件连接于该固定座的其中一枢接部上，并可依照该船舶的摇摆状态主动调整该飞轮的进动角度与速度，以进一步降低波浪所造成的摇摆。
9.依据权利要求8所述的一种船舶稳定装置，其特征在于，所述枢接部与该调整件间还进一步连接有一连杆机构，而使该调整件可通过该连杆机构产生较大的力矩，以提升进动速度。
全文摘要
本发明公开了一种船舶稳定装置，其包含有一固定座、一动力源以及一飞轮，并可设置于一船舶上，以通过该飞轮来产生回复力矩，有效降低波浪等外力所造成的摇摆，其中，由于本发明的飞轮是由一盘体以及一套设固定于该盘体外周缘的管体所构成，而使得该飞轮的重量会集中在外缘处，因此与现有实心飞轮相比较，该飞轮更具有角动量大、重量轻的优点，而使得该船舶稳定装置不仅体积较小，容易安装于空间有限的船舱内，且其所能产生的回复力矩亦较大，而具有较佳的稳定船舶能力。
文档编号B63B43/04GK102381452SQ201010273899
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者潘文华 申请人:财团法人联合船舶设计发展中心