船舶、推进系统及其制动装置和制动方法与流程

本发明涉及船舶制动技术领域，具体涉及一种船舶、推进系统及其制动装置和制动方法。

背景技术：

对于多轴系的船舶而言，在航行过程中，通常需要关闭一台或多台主机以满足航行要求，当主机关闭后，被关闭的主机的螺旋桨会因为船舶的航行而产生惯性转动，螺旋桨的惯性转动会导致船舶航行中受到更大的阻力，也会消耗主机大量的功率。因此，船舶在航行过程中，当关闭一台或多台主机，使得控制器接收到主机与对应的齿轮箱脱排的信号后，也需要对对应的推进轴进行锁止。传统的做法为采取手动机械制动装置直接锁止的方式，但在制动过程中容易损坏推进轴，也会为船员的操作带来安全隐患，难以满足现阶段的船舶使用要求。

技术实现要素：

基于此，提出了一种船舶、推进系统及其制动装置和制动方法，能够保证在制动过程中不会对推进轴造成损坏，杜绝安全隐患，能够满足现阶段的船舶使用要求。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种推进轴的制动方法，包括以下几个步骤：检测到主机与齿轮箱脱排后，检测所述推进轴的转速；当检测到所述推进轴降速至第一预设转速时，启动第一制动组件与制动盘摩擦配合；当检测到所述推进轴的转速由第一预设转速降速至第二预设转速时，启动第二制动组件与所述制动盘锁止配合，对所述推进轴进行锁止。

上述实施例的推进轴的制动方法，至少具有以下优点：1、能够在推进轴处于合适的第一预设转速时利用第一制动组件对推进轴进行制动，避免推进轴的转速过大而对推进轴造成损坏；2、能够在推进轴处于合适的第二预设转速时利用第二制动组件对推进轴进行锁止，避免推进轴的转速过大而对推进轴造成损坏；3、能够稳定的对推进轴进行锁止，避免在航行的过程中螺旋桨产生惯性转动，减小船舶航行中受到的阻力，也能减少能源的消耗；4、利用转速检测元件、第一制动组件、第二制动组件及控制器的配合，即可对推进轴实现锁止，不会引起安全隐患，满足现阶段的船舶使用要求。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，在当检测到所述推进轴降速至第一预设转速时，启动第一制动组件与制动盘摩擦配合的步骤中，包括：启动第一驱动元件，使抵接片与制动盘上的摩擦片摩擦配合。

在其中一个实施例中，在当检测到所述推进轴的转速由第一预设转速降速至第二预设转速时，启动第二制动组件与所述制动盘锁止配合，对所述推进轴进行锁止的步骤中，包括：启动第二驱动元件，使锁销伸入制动盘的锁止孔内。

另一方面，还提供了一种推进轴的制动装置，包括：转速检测元件，所述转速检测元件用于对推进轴的转速进行检测；制动盘，所述制动盘套设于所述推进轴上；第一制动组件，所述第一制动组件能够与所述制动盘摩擦配合；第二制动组件，所述第二制动组件能够与所述制动盘锁止配合；及控制器，所述控制器与所述转速检测元件、所述第一制动组件及所述第二制动组件均电性连接。

上述推进轴的制动装置，关闭主机后，当控制器接收到主机与对应的齿轮箱脱排完成的信号后，由于水对螺旋桨的摩擦力作用，使得与螺旋桨传动连接的推进轴的转速由正常转动开始下降，利用转速检测元件对推进轴的转速进行实时检测并将检测结果传输至控制器。当检测到推进轴的转速下降至第一预设转速时，即可利用第一制动组件对推进轴进行制动，避免在制动过程中因推进轴转速过大而对推进轴造成损坏，杜绝安全隐患。当检测到推进轴的转速进一步下降至第二预设转速时，即可利用第二制动组件对推进轴进行锁止，避免在锁止过程中因推进轴转速过大而对推进轴造成损坏，杜绝安全隐患。上述推进轴的制动装置，利用转速检测元件、第一制动组件、第二制动组件及控制器的配合，即可对推进轴实现锁止，不会对推进轴造成损坏，也不会引起安全隐患，满足现阶段的船舶使用要求。

在其中一个实施例中，所述制动盘的侧面设有摩擦片，所述第一制动组件包括抵接片及与控制器电性连接的第一驱动元件，所述第一驱动元件用于驱动所述抵接片与所述摩擦片摩擦配合。

在其中一个实施例中，所述制动盘包括相对间隔设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面均设有所述摩擦片，所述第一驱动元件设置为四个第一液压缸，每个所述第一液压缸的伸缩端均设有所述抵接片，且两个所述第一液压缸靠近所述第一侧面设置，另外两个所述第一液压缸靠近所述第二侧面设置。

在其中一个实施例中，所述制动盘的侧边设有锁止孔，所述第二制动组件包括锁销及与控制器电性连接的第二驱动元件，所述第二驱动元件用于驱动所述锁销伸入所述锁止孔内。

在其中一个实施例中，沿所述制动盘的周向设有至少两个所述锁止孔，所述第二驱动元件设置为两个相对间隔设置的第二液压缸，且每个所述第二液压缸的伸缩端均设有所述锁销，一个所述第二液压缸靠近所述制动盘的一侧设置，另一个所述第二液压缸靠近所述制动盘的另一侧设置。

再一方面，提供了一种船舶的推进系统，包括推进轴及所述的制动装置，所述制动盘套设于所述推进轴上。

上述船舶的推进系统，关闭主机后，当控制器接收到主机与对应的齿轮箱脱排完成的信号后，由于水对螺旋桨的摩擦力作用，使得与螺旋桨传动连接的推进轴的转速由正常转动开始下降，利用转速检测元件对推进轴的转速进行实时检测并将检测结果传输至控制器。当检测到推进轴的转速下降至第一预设转速时，即可利用第一制动组件对推进轴进行制动，避免在制动过程中因推进轴转速过大而对推进轴造成损坏，杜绝安全隐患。当检测到推进轴的转速进一步下降至第二预设转速时，即可利用第二制动组件对推进轴进行锁止，避免在锁止过程中因推进轴转速过大而对推进轴造成损坏，杜绝安全隐患。上述船舶的推进系统，利用转速检测元件、第一制动组件、第二制动组件及控制器的配合，即可对推进轴实现锁止，不会对推进轴造成损坏，也不会引起安全隐患，满足现阶段的船舶使用要求。

还一方面，提供了一种船舶，包括所述的推进系统。

上述船舶，利用推进系统的转速检测元件、第一制动组件、第二制动组件及控制器的配合，即可对推进轴实现锁止，不会对推进轴造成损坏，也不会引起安全隐患，利于船舶的航行，满足现阶段的船舶使用要求。

附图说明

图1为一个实施例的推进轴的制动方法的流程示意图；

图2为另一个实施例的推进轴的制动方法的流程示意图；

图3为一个实施例的船舶的推进系统的结构示意图；

图4为图3的船舶的推进系统的制动装置的结构示意图；

图5为图3的船舶的推进系统的第二制动组件与制动盘锁止配合的结构示意图。

附图标记说明：

100、制动盘，110、摩擦片，120、锁止孔，200、第一制动组件，210、第一驱动元件，220、抵接片，300、第二制动组件，310、第二驱动元件，320、锁销，400、控制器，500、中间液压控制系统，1000、推进轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”、“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，或与另一个元件“固定连接”，它们之间可以是可拆卸固定方式也可以是不可拆卸的固定方式。当一个元件被认为是“连接”、“转动连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于约束本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”、“第三”等类似用语不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1及图2所示，在一个实施例中，提供了一种推进轴的制动方法，包括以下几个步骤：

s100、检测到主机(未图示)与齿轮箱(未图示)脱排后，检测推进轴1000的转速。如此，船舶在航行的过程中，根据不同的航行需求而需要对相应的主机进行关闭，关闭主机后，与主机对应的齿轮箱与主机脱排，即相应的推进系统的推进轴1000处于无动力输入状态而处于空转状态，在水对螺旋桨(未图示)的摩擦力作用下，使得与螺旋桨传动连接的推进轴1000的转速由正常转动开始下降，同时，利用转速检测元件(未图示)对推进轴1000的转速进行实时检测并将检测结果传输至控制器400，从而能够实时把控脱排后的推进轴1000的转速，方便后续选择合适的转速对推进轴1000进行制动。

其中，转速检测元件对推进轴1000的转速的测量，可以利用转速传感器，例如采用磁电感应式或霍尔效应式传感器，可以是现有的任意一种能够对轴的转速进行检测的元件。控制器400可以是船舶的控制箱，或者也可以是单独设置的单片机、plc(progammadblecontrollre，可编程序控制器)等控制元件。检测到主机与齿轮箱脱排，可以由主机和齿轮箱脱排后相应的继电器发送相应的信号至控制器400。

s200、当检测到推进轴1000降速至第一预设转速时，启动第一制动组件200与制动盘100摩擦配合。如此，当检测到推进轴1000的转速下降至第一预设转速时，即可利用第一制动组件200对推进轴1000进行制动，避免在制动过程中因推进轴1000转速过大而对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患。

如图2所示，具体地，在当检测到推进轴1000降速至第一预设转速时，启动第一制动组件200与制动盘100摩擦配合的步骤中，包括：s210、启动第一驱动元件210，使抵接片220与制动盘100上的摩擦片110摩擦配合。如此，当控制器400检测到推进轴1000的转速下降至第一预设转速时，控制器400控制第一驱动元件210工作，从而带动抵接片220朝向靠近制动盘100方向移动，直至抵接片220与制动盘100上的摩擦片110发生抵触，在摩擦力的作用下使得制动盘100的转速下降，进而使得推进轴1000的转速下降，为后续对推进轴1000的锁止打下基础，避免锁止时转速过大而对推进轴1000造成损坏。

其中，第一预设转速可以根据实际需要进行灵活的调整，优选为1000r/min～1200r/min，即使对推进轴1000进行制动，也不会对推进轴1000造成损坏。第一驱动元件210可以是液压缸、气压缸或其他能够带动抵接片220朝向靠近制动盘100移动的元件。

s300、当检测到推进轴1000的转速由第一预设转速降速至第二预设转速时，启动第二制动组件300与制动盘100锁止配合，对推进轴1000进行锁止。如此，当检测到推进轴1000的转速进一步下降至第二预设转速时，即可利用第二制动组件300对推进轴1000进行锁止，避免在锁止过程中因推进轴1000转速过大而对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患。

如图2所示，具体地，在当检测到推进轴1000的转速由第一预设转速降速至第二预设转速时，启动第二制动组件300与制动盘100锁止配合，对推进轴1000进行锁止的步骤中，包括：s310、启动第二驱动元件310，使锁销320伸入制动盘100的锁止孔120内。如此，当控制器400检测到推进轴1000的转速进一步下降至第二预设转速时，控制器400控制第二驱动元件310工作，从而带动锁销320朝向靠近制动盘100方向移动，直至锁销320插入制动盘100的锁止孔120内，在锁销320的抵触作用下对制动盘100进行锁止，进而使得推进轴1000锁止，避免在航行的过程中螺旋桨产生惯性转动，减小船舶航行中受到的阻力，也能减少能源的消耗。同时，在推进轴1000的转速下降至第二转速时才对推进轴1000进行锁止，也不会对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患，延长推进轴1000的使用寿命，能够满足现阶段的船舶使用要求。

其中，第二预设转速可以根据实际需要进行灵活的调整，优选为10r/min～20r/min，即使对推进轴1000进行锁止，也不会对推进轴1000造成损坏。第二驱动元件310可以是液压缸、气压缸或其他能够带动锁销320插入锁止孔120内的元件。

上述实施例的推进轴1000的制动方法，至少具有以下优点：1、能够在推进轴1000处于合适的第一预设转速时利用第一制动组件200对推进轴1000进行制动，避免推进轴1000的转速过大而对推进轴1000造成损坏；2、能够在推进轴1000处于合适的第二预设转速时利用第二制动组件300对推进轴1000进行锁止，避免推进轴1000的转速过大而对推进轴1000造成损坏；3、能够稳定的对推进轴1000进行锁止，避免在航行的过程中螺旋桨产生惯性转动，减小船舶航行中受到的阻力，也能减少能源的消耗；4、利用转速检测元件、第一制动组件200、第二制动组件300及控制器400的配合，即可对推进轴1000实现锁止，不会引起安全隐患，满足现阶段的船舶使用要求。

如图3至图5所示，在一个实施例中，提供了一种推进轴1000的制动装置，包括：转速检测元件，转速检测元件用于对推进轴1000的转速进行检测；制动盘100，制动盘100套设于推进轴1000上；第一制动组件200，第一制动组件200能够与制动盘100摩擦配合；第二制动组件300，第二制动组件300能够与制动盘100锁止配合；及控制器400，控制器400与转速检测元件、第一制动组件200及第二制动组件300均电性连接。

上述实施例的推进轴1000的制动装置，关闭主机后，当控制器400接收到主机与对应的齿轮箱脱排完成的信号后，由于水对螺旋桨的摩擦力作用，使得与螺旋桨传动连接的推进轴1000的转速由正常转动开始下降，利用转速检测元件对推进轴1000的转速进行实时检测并将检测结果传输至控制器400。当检测到推进轴1000的转速下降至第一预设转速时，即可利用第一制动组件200对推进轴1000进行制动，避免在制动过程中因推进轴1000转速过大而对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患。当检测到推进轴1000的转速进一步下降至第二预设转速时，即可利用第二制动组件300对推进轴1000进行锁止，避免在锁止过程中因推进轴1000转速过大而对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患。上述实施例的推进轴1000的制动装置，利用转速检测元件、第一制动组件200、第二制动组件300及控制器400的配合，即可对推进轴1000实现锁止，不会对推进轴1000造成损坏，也不会引起安全隐患，满足现阶段的船舶使用要求。

需要进行说明的是，电性连接可以通过数据线等连接的有线方式实现，也可以通过蓝牙传输等无线连接的方式实现，只需满足能够对相应的信号进行传输交互即可。制动盘100套设于推进轴1000上，可以通过过盈配合的装配方式实现，也可以通过键与孔配合的方式实现，只需满足制动盘100与推进轴1000连为一体并同步转动即可。转速检测元件对推进轴1000的转速的测量，可以采用磁电感应式或霍尔效应式传感器，可以是现有的任意一种能够对轴的转速进行检测的元件；可以是直接对推进轴1000的转速进行检测，也可以是通过对制动盘100的转速进行检测后换算为推进轴1000的转速，只需满足能够得出推进轴1000的转速情况即可。

第一制动组件200与制动盘100的摩擦配合，可以通过抵接摩擦的方式实现，也可以通过夹持摩擦的方式实现，还可以通过加设中间元件以增强摩擦力实现，只需满足利用摩擦力能够对制动盘100进行制动，进而降低推进轴1000的转速即可。

如图4及图5所示，在一个实施例中，制动盘100的侧面设有摩擦片110，第一制动组件200包括抵接片220及与控制器400电性连接的第一驱动元件210，第一驱动元件210用于驱动抵接片220与摩擦片110摩擦配合。如此，当控制器400检测到推进轴1000的转速下降至第一预设转速时，控制器400控制第一驱动元件210工作，从而带动抵接片220朝向靠近制动盘100方向移动，直至抵接片220与制动盘100上的摩擦片110发生抵触，在摩擦力的作用下使得制动盘100的转速下降，进而使得推进轴1000的转速下降，为后续对推进轴1000的锁止打下基础，避免锁止时转速过大而对推进轴1000造成损坏。摩擦片110可以通过焊接或铆接的方式固设于制动盘100的侧面。利用摩擦片110能够增加摩擦力，同样，抵接片220也能设置为摩擦片110。

如图4所示，进一步地，制动盘100包括相对间隔设置的第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面均设有摩擦片110，第一驱动元件210设置为四个第一液压缸，每个第一液压缸的伸缩端设有抵接片220，且两个第一液压缸靠近第一侧面设置，另外两个第一液压缸靠近第二侧面设置。如此，控制器400控制四个第一液压缸的伸缩端伸缩过程中，均能带动一个抵接片220朝向靠近摩擦片110移动，直至抵接片220与摩擦片110发生接触而产生摩擦，从而能够更加迅速的使得制动盘100的转速下降，进而能够快速的使得推进轴1000的转速下降，提高制动效率。同时，制动盘100的第一侧面和第二侧面均设有摩擦片110，两个第一液压缸设置于朝向制动盘100的第一侧面的一侧，另外两个第一液压缸设置于朝向制动盘100的第二侧面的另一侧，从而使得制动盘100受到的摩擦力更加均匀，避免摩擦片110发生偏磨，延长使用寿命。抵接片220可以通过焊接或铆接的方式固设于第一液压缸的伸缩端上。

如图4所示，更进一步地，四个第一液压缸两两相对间隔设置，如此，使得四个抵接片220两两相对间隔设置，其中两个相对间隔设置的抵接片220配合形成第一夹持部，另外两个相对间隔设置抵接片220配合形成第二夹持部，当四个第一液压缸的伸缩端均伸出时，能够带动第一夹持部和第二加持部夹紧制动盘100，从而均匀的施加摩擦力至制动盘100上，使得制动盘100稳定的减速。其中，能够形成夹持部的两个抵接片220是指关于制动盘100对称设置的两个抵接片220。

第二制动组件300与制动盘100的锁止配合，可以通过销、孔配合的方式实现，也可以通过夹持配合的方式实现，只需满足能够对制动盘100进行锁止，进而限制推进轴1000发生转动即可。

如图4及图5所示，在一个实施例中，制动盘100的侧边设有锁止孔120，第二制动组件300包括锁销320及与控制器400电性连接的第二驱动元件310，第二驱动元件310用于驱动锁销320伸入锁止孔120内。如此，当控制器400检测到推进轴1000的转速进一步下降至第二预设转速时，控制器400控制第二驱动元件310工作，从而带动锁销320朝向靠近制动盘100方向移动，直至锁销320插入制动盘100的锁止孔120内，在锁销320的抵触作用下对制动盘100进行锁止，进而使得推进轴1000锁止，避免在航行的过程中螺旋桨产生惯性转动，减小船舶航行中受到的阻力，也能减少能源的消耗。同时，在推进轴1000的转速下降至第二转速时才对推进轴1000进行锁止，也不会对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患，延长推进轴1000的使用寿命，能够满足现阶段的船舶使用要求。

如图4及图5所示，进一步地，沿制动盘100的周向设有至少两个锁止孔120，第二驱动元件310设置为两个相对间隔设置的第二液压缸，且每个第二液压缸的伸缩端设有锁销320，一个第二液压缸靠近制动盘100的一侧设置，另一个第二液压缸靠近制动盘100的另一侧设置。如此，控制器400控制两个第二液压缸的伸缩端伸缩过程中，均能带动一个锁销320朝向靠近制动盘100方向移动，直至两个锁销320均插入锁止孔120内，从而能够锁止制动盘100，进而能够锁止推进轴1000而限制推进轴1000的转动，避免螺旋桨产生惯性转动。同时，两个第二液压缸相对间隔设置，从而能够从相对的两侧对制动盘100进行锁止，锁止效果更加稳定、可靠。锁销320可以通过焊接或铆接的方式固设于第二液压缸的伸缩端上。另外，制动盘100的周向设置至少两个锁止孔120，使得锁销320能够更加灵活、快速的伸入锁止孔120内而对制动盘100进行锁止。

在一个实施例中，锁止孔120的侧壁还设有用于引导锁销320伸入的导向部(未示出)。如此，利用导向部能够使得锁销320能够更加准确、顺畅的伸入锁止孔120内而对制动盘100进行锁止，保证锁止的可靠性、准确性和有效性。导入部可以是设置在锁止孔120的边缘的导向斜面或导向倒角，只需满足能够对锁销320的伸入进行导向即可。

需要进行说明的是，控制器400对第一液压缸和第二液压缸的控制，可以直接进行控制，也可以设置中间液压控制系统500(如图3所示)，通过控制器400控制中间液压控制系统500后使得第一液压缸和第二液压缸进行相应的动作，只需满足能够控制第一液压缸和第二液压缸完成相应的伸缩动作即可。中间液压控制系统500可以是液压油缸、液压管路及控制液压管路的导通与截止的阀体。

如图3所示，在一个实施例中，还提供了一种船舶的推进系统，包括推进轴1000及上述任一实施例的制动装置，制动盘100套设于推进轴1000上。

上述实施例的船舶的推进系统，关闭主机后，当控制器400接收到主机与对应的齿轮箱脱排完成的信号后，由于水对螺旋桨的摩擦力作用，使得与螺旋桨传动连接的推进轴1000的转速由正常转动开始下降，利用转速检测元件对推进轴1000的转速进行实时检测并将检测结果传输至控制器400。当检测到推进轴1000的转速下降至第一预设转速时，即可利用第一制动组件200对推进轴1000进行制动，避免在制动过程中因推进轴1000转速过大而对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患。当检测到推进轴1000的转速进一步下降至第二预设转速时，即可利用第二制动组件300对推进轴1000进行锁止，避免在锁止过程中因推进轴1000转速过大而对推进轴1000造成损坏，杜绝安全隐患。上述实施例的船舶的推进系统，利用转速检测元件、第一制动组件200、第二制动组件300及控制器400的配合，即可对推进轴1000实现锁止，不会对推进轴1000造成损坏，也不会引起安全隐患，满足现阶段的船舶使用要求。

在一个实施例中，还提供了一种船舶，包括上述实施例的推进系统。

上述实施例的船舶，利用推进系统的转速检测元件、第一制动组件200、第二制动组件300及控制器400的配合，即可对推进轴1000实现锁止，不会对推进轴1000造成损坏，也不会引起安全隐患，利于船舶的航行，满足现阶段的船舶使用要求。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的约束。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。