专利名称：一种船舶减摇装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减摇装置，具体地说是一种基于内部结构或装置构造的船舶减摇
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背景技术：
船舶在波浪中受到风、浪和流的作用将产生六个自由度的运动，即横摇、纵摇、首 摇、横荡、纵荡、垂荡，其中以横摇最为显著，影响也最大。剧烈的摇荡对船舶的适航性、安全 性以及设备的正常工作、车辆货物的固定和乘员的舒适性都会产生很大的影响。为了抑制 船舶横摇，一直以来人们都在寻求减小船舶横摇的方法，也就因此研制出了各种船舶减摇 技术，概括起来有如下两种单一减摇技术和综合减摇技术。其中，单一减摇技术包括舭龙 骨、减摇鳍、减摇水舱、被动式减摇水舱、可控被动式减摇水舱、主动式减摇水舱、舵减摇、移 动重物等。单一减摇技术对小型船舶的减摇效果比较好，但却在航速、减摇效果、航向等方 面具有一定的局限性。为了消除单一减摇技术的局限性，出现了综合减摇技术。综合减摇 技术包括减摇鳍_被动水舱综合减摇、减摇鳍_舵减摇综合减摇、减摇鳍_减摇水舱_抗静 倾水舱综合减摇等。综合减摇技术综合了单一减摇技术的优点，可以满足船舶在各种航态 下的减摇要求，并且其减摇效果远远好于单一减摇装置的减摇效果。但是，如果对船舶采用 综合减摇方案进行减摇，将必须提供专门的减摇鳍驱动装置及控制系统，并且对已有船舶 的结构改造程度比较大，这样将造成船舶减摇成本的提高。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种船舶减摇装置。本发明的技术任务是按以下方式实现的，该减摇装置包括主框架、半浮动承车装 置、全浮动承车装置和减振装置，半浮动承车装置和全浮动承车装置安装在主框架上，一个 半浮动承车装置和一个全浮动承车装置组成一组，半浮动承车装置和全浮动承车装置成组 使用，主框架上安装有多组半浮动承车装置和全浮动承车装置；主框架通过支撑轮和防倾 轮与安装在甲板上的钢轨配合连接；减振装置有多个，安装在甲板上并且与主框架连接。所述的主框架包括刚性框架、支撑轮和防倾轮，多个支撑轮和多个防倾轮分别安 装在刚性框架的底部，支撑轮的圆周面与钢轨上表面接触，防倾轮的圆周面与钢轨侧表面 和下表面接触。所述的半浮动承车装置包括宽度调整装置、承车架、电机、丝杠、减速箱和两根承 载轴，承载轴的两端安装在支承座上，支承座安装在主框架上，一根承载轴固定在主框架 上，另一根承载轴的中部与丝杠连接，并在丝杠的作用下沿主框架接触面相对固定承载轴 移动，丝杠的另一端与减速箱配合，减速箱的一侧与电机连接；两根承载轴的两侧对称安装 有承车架，承车架的顶部安装有U形固定螺栓和销轴，两个承车架的外侧承载轴之间安装 有宽度调整装置，宽度调整装置与液压缸的一端连接，液压缸的另一端安装在液压缸安装 座上。
所述的全浮动承车装置包括宽度调整装置、承车架、两个电机、两根丝杠、两个减 速箱和两根承载轴，承载轴的两端安装在支承座上，支承座安装在主框架上，两根承载轴的 中部分别与两根相对的丝杠连接，并在丝杠的作用下可沿主框架接触面相对移动，丝杠的 另一端与减速箱配合，减速箱的一侧与电机连接；两根承载轴的两侧对称安装有承车架，承 车架的顶部安装有U形固定螺栓和销轴，两个承车架的外侧承载轴之间安装有宽度调整装 置，宽度调整装置与液压缸的一端连接，液压缸的另一端安装在液压缸安装座上。所述的减振装置包括导轨、液控锁阻尼器、弹簧和滑块，安装在主框架上的两根相 互平行的导轨之间沿导轨方向设置有两个液控锁阻尼器，液控锁阻尼器的一端固定安装在 船舶甲板上，液控锁阻尼器的另一端安装在阻尼器安装座上，阻尼器安装座与导轨连接，导 轨的两端下方设置有弹簧安装架，导轨的中部设置有滑块，滑块通过液压缸与导轨连接，弹 簧安装架与滑块之间连接有弹簧，弹簧安装架固定在船舶甲板上。所述的防护盖板由上盖板、侧防护板和引导板构成，上盖板上设置有多个供承车 架探出的条形孔，侧防护板为伸缩式防护板，侧防护板设置在上盖板的左右两侧，引导板通 过铰链连接在上盖板的前后两侧。调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper, TMD)和扩展调谐质量阻尼器(Extended Tuned Mass Damper, ETMD)在大型结构减振控制中的得到成功应用，本项目将ETMD系统引 入船舶的横摇控制。ETMD减摇系统由减摇装置和船上的货物组成。其减摇原理是通过调节 减摇装置的弹簧刚度和阻尼器系数，使其固有频率调整到接近船舶的自振频率，船舶横摇 引起减摇装置共振，从而产生最大的抗倾力矩来对船舶进行减摇。基于ETMD系统构造的减 摇装置与传统的减摇方法相比具有明显的优点。利用船上货物作为质量体对船舶进行横摇 控制，充分利用了船上货物的惯性力，变有害力为驱动力。另外，与减摇水舱、重物减摇方案 相比，ETMD减摇系统减摇方案减少了对已有船舶结构的改造，降低了改造成本。本发明的一种船舶减摇装置和现有技术相比，具有设计合理、改造成本低、安装维 修方便、减摇效果明显等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
附图1为船舶减摇装置的结构示意附图2为附图1的俯视附图3为除去防护盖板的减摇装置的结构示意图。
附图4为附图3的俯视附图5为主框架的结构示意附图6为附图5的俯视附图7为附图6的侧视附图8为半浮动承车装置的结构示意附图9为附图8的俯视附图10为附图9的侧视附图11为全浮动承车装置的结构示意附图12为附图11的俯视附图13为振动控制装置的结构示意4
附图14为附图13的俯视图；附图15为防护盖板的结构示意图；附图16为附图15的俯视图。图中1、主框架，2、半浮动承车装置，3、全浮动承车装置，4、减振装置，5、防护盖 板，6、甲板，7、钢轨；1-1、刚性框架，1-2、支撑轮，1-3、防倾轮，2-1、支承座，2-2、承载轴，2-3、宽度调整 装置，2-4、承车架，2-5、电机，2-6、丝杠，2-7、减速箱，2-8,U形固定螺栓，2_9、液压缸，2-10, 液压缸安装座，2-11、销轴，3-1、支承座，3-2、承载轴，3-3、宽度调整装置，3_4、承车架，3_5、 电机，3-6、丝杠，3-7、减速箱，3-8、U形固定螺栓，3-9、液压缸，3_10、液压缸安装座，3-11, 销轴，4-1、导轨，4-2、液控锁阻尼器，4-3、弹簧，4-4、阻尼器安装座，4-5、滑块，4-6、液压缸， 4-7、弹簧安装架，5-1、上盖板，5-2、侧防护板，5-3、引导板。
具体实施例方式实施例参照说明书附图对本发明的一种船舶减摇装置作以下详细地说明。该减摇装置包括主框架1、半浮动承车装置2、全浮动承车装置3和减振装置4，半 浮动承车装置2和全浮动承车装置3安装在主框架1上，一个半浮动承车装置2和一个全 浮动承车装置3组成一组，半浮动承车装置2和全浮动承车装置3成组使用，主框架1上安 装有多组半浮动承车装置2和全浮动承车装置3 ；主框架1通过支撑轮1-2和防倾轮1-3与 安装在甲板6上的钢轨7配合连接；减振装置4有多个并且安装在主框架1上。主框架1包括刚性框架1-1、支撑轮1-2和防倾轮1-3，多个支撑轮1_2和多个防 倾轮1-3分别安装在刚性框架1-1的底部，支撑轮1-2的圆周面与钢轨7上表面接触，防倾 轮1-3的圆周面与钢轨7侧表面和下表面接触。半浮动承车装置2包括宽度调整装置2-3、承车架2-4、电机2_5、丝杠2_6、减速箱 2-7和两根承载轴2-2，承载轴2-2的两端安装在支承座2-1上，支承座2_1安装在主框架 1上，一根承载轴2-2固定在主框架1上，另一根承载轴2-2的中部与丝杠2-6连接，并在 丝杠2-6的作用下沿主框架1接触面相对固定承载轴2-2移动，丝杠2-6的另一端与减速 箱2-7配合，减速箱2-7的一侧与电机2-5连接；两根承载轴2-2的两侧对称安装有承车架 2-4，承车架2-4的顶部安装有U形固定螺栓2-8和销轴2-11，两个承车架2_4的外侧承载 轴2-2之间安装有宽度调整装置2-3，宽度调整装置2-3与液压缸2-9的一端连接，液压缸
2-9的另一端安装在液压缸安装座2-10上。全浮动承车装置3包括宽度调整装置3-3、承车架3-4、两个电机3_5、两根丝杠
3-6、两个减速箱3-7和两根承载轴3-2，承载轴3-2的两端安装在支承座3_1上，支承座3_1 安装在主框架1上，两根承载轴3-2的中部分别与两根相对的丝杠3-6连接，并在丝杠3-6 的作用下可沿主框架1接触面相对移动，丝杠3-6的另一端与减速箱3-7配合，减速箱3-7 的一侧与电机3-5连接；两根承载轴3-2的两侧对称安装有承车架3-4，承车架3-4的顶部 安装有U形固定螺栓3-8和销轴3-11，两个承车架3-4的外侧承载轴3-2之间安装有宽度 调整装置3-3，宽度调整装置3-3与液压缸3-9的一端连接，液压缸3-9的另一端安装在液 压缸安装座3-10上。
减振装置4包括导轨4-1、液控锁阻尼器4-2、弹簧4_3和滑块4_5，两根相互平行 的导轨4-1之间沿导轨4-1方向设置有两个液控锁阻尼器4-2，液控锁阻尼器4-2的一端固 定安装在船舶甲板6上，液控锁阻尼器4-2的另一端安装在阻尼器安装座4-4上，阻尼器安 装座4-4与导轨4-1连接，，导轨4-1的两端下方设置有弹簧安装架4-7，导轨4_1的中部设 置有滑块4-5，滑块4-5通过液压缸4-6与导轨4-1连接，弹簧安装架4_7与滑块4_5之间 连接有弹簧4-3。防护盖板5由上盖板5-1、侧防护板5-2和引导板5_3构成，上盖板5_1上设置有 多个供承车架探出的条形孔，侧防护板5-2为伸缩式防护板，侧防护板5-2设置在上盖板 5-1的左右两侧，引导板5-3通过铰链连接在上盖板5-1的前后两侧。工作原理在正常海况下，船舶正常工作时，所有液控锁阻尼器4-2的液控锁都关闭，使减摇 装置与船舶甲板6固结在一起，此时，减摇装置与甲板6 —样，只起承载作用而不起减摇作用。恶劣海况下，船舶产生比较大的横摇时，被选择的滑块4-5通过液压缸4-6带动的 销轴固定在导轨4-1上。滑块4-5随减摇装置一起移动，固定滑块4-5与弹簧安装架4-7 之间的弹簧4-3被拉伸而起作用。被选择液控锁阻尼器4-2的液控锁开启，同时内部加压， 使其产生耗能作用。此时，减摇装置及减摇装置上的车辆或货物成为一个巨大的ETMD减摇 系统，从而消耗船体横摇的能量，减小其横摇的幅值。不被选择的弹簧4-3的连接滑块4-5 沿导轨4-1移动，弹簧4-3不起作用。不被选择的液控锁阻尼器4-2的液控锁打开但内部 不加压，不起耗能作用。
权利要求
1.一种船舶减摇装置，其特征在于包括主框架、半浮动承车装置、全浮动承车装置和减 振装置，半浮动承车装置和全浮动承车装置安装在主框架上，一个半浮动承车装置和一个 全浮动承车装置组成一组，半浮动承车装置和全浮动承车装置成组使用，主框架上安装有 多组半浮动承车装置和全浮动承车装置；主框架通过支撑轮和防倾轮与安装在甲板上的钢 轨配合连接；减振装置有多个，安装在甲板上并且与主框架连接。
2.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于所述的主框架包括刚性框架、支 撑轮和防倾轮，多个支撑轮和多个防倾轮分别安装在刚性框架的底部，支撑轮的圆周面与 钢轨上表面接触，防倾轮的圆周面与钢轨侧表面和下表面接触。
3.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于所述的半浮动承车装置包括宽度 调整装置、承车架、电机、丝杠、减速箱和两根承载轴，承载轴的两端安装在支承座上，支承 座安装在主框架上，一根承载轴固定在主框架上，另一根承载轴的中部与丝杠连接，并在丝 杠的作用下沿主框架接触面相对固定承载轴移动，丝杠的另一端与减速箱配合，减速箱的 一侧与电机连接；两根承载轴的两侧对称安装有承车架，承车架的顶部安装有U形固定螺 栓和销轴，两个承车架的外侧承载轴之间安装有宽度调整装置，宽度调整装置与液压缸的 一端连接，液压缸的另一端安装在液压缸安装座上。
4.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于所述的全浮动承车装置包括宽度 调整装置、承车架、两个电机、两根丝杠、两个减速箱和两根承载轴，承载轴的两端安装在支 承座上，支承座安装在主框架上，两根承载轴的中部分别与两根相对的丝杠连接，并在丝杠 的作用下可沿主框架接触面相对移动，丝杠的另一端与减速箱配合，减速箱的一侧与电机 连接；两根承载轴的两侧对称安装有承车架，承车架的顶部安装有U形固定螺栓和销轴，两 个承车架的外侧承载轴之间安装有宽度调整装置，宽度调整装置与液压缸的一端连接，液 压缸的另一端安装在液压缸安装座上。
5.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于所述的减振装置包括导轨、液控 锁阻尼器、弹簧和滑块，安装在主框架上的两根相互平行的导轨之间沿导轨方向设置有两 个液控锁阻尼器，液控锁阻尼器的一端固定安装在船舶甲板上，液控锁阻尼器的另一端安 装在阻尼器安装座上，阻尼器安装座与导轨连接，导轨的两端下方设置有弹簧安装架，导轨 的中部设置有滑块，滑块通过液压缸与导轨连接，弹簧安装架与滑块之间连接有弹簧，弹簧 安装架固定在船舶甲板上。
6.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于所述的防护盖板由上盖板、侧防 护板和引导板构成，上盖板上设置有多个供承车架探出的条形孔，侧防护板为伸缩式防护 板，侧防护板设置在上盖板的左右两侧，引导板通过铰链连接在上盖板的前后两侧。
全文摘要
本发明公开了一种船舶减摇装置，其结构包括主框架、半浮动承车装置、全浮动承车装置和减振装置，半浮动承车装置和全浮动承车装置安装在主框架上，一个半浮动承车装置和一个全浮动承车装置组成一组，半浮动承车装置和全浮动承车装置成组使用，主框架上安装有多组半浮动承车装置和全浮动承车装置；主框架通过支撑轮和防倾轮与安装在甲板上的钢轨配合连接；减振装置有多个，安装在甲板上并且与主框架连接。本发明的一种船舶减摇装置和现有技术相比，具有设计合理、改造成本低、安装维修方便、减摇效果明显等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
文档编号B63B39/00GK102069897SQ201010586288
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者刘学凯, 徐增海, 李月, 赵东, 高兆栋 申请人:济南大学