阅读说明：本技术 一种船用抗震减摇结构 (Marine anti-seismic anti-rolling structure ) 是由 王家宏 艾万政 于 2019-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种船用抗震减摇结构。所述船用抗震减摇结构包括船舶,安装在船舶底部的抗震装置,安装在船舶上的一对第一减摇装置,安装在船舶上的一对第二减摇装置,第一减摇装置位于第二减摇装置下方。所述抗震装置包括安装在船舶底部且沿X方向分布的一对吸能组件,安装在吸能组件上的抗击板,一端安装在吸能组件上且另一端安装在抗击板上的多个缓冲弹簧。所述第一减摇装置包括安装在船舶上的支撑板,安装在支撑板上的滑轨,安装在滑轨两端的固定块,安装在船舶上且位于滑轨两端的平移组件,安装在平移组件上的减摇组件。本发明克服了现有技术的不足,提供了一种专门用于船舶的抗震减摇结构,该装置灵活性高、抗震减摇效果好。(The invention discloses an anti-seismic and anti-rolling structure for a ship. The marine anti-seismic and anti-rolling structure comprises a ship, an anti-seismic device arranged at the bottom of the ship, a pair of first anti-rolling devices arranged on the ship, and a pair of second anti-rolling devices arranged on the ship, wherein the first anti-rolling devices are positioned below the second anti-rolling devices. The anti-seismic device comprises a pair of energy-absorbing components arranged at the bottom of the ship and distributed along the X direction, an impact-resistant plate arranged on the energy-absorbing components, and a plurality of buffer springs, wherein one end of each buffer spring is arranged on the energy-absorbing component, and the other end of each buffer spring is arranged on the impact-resistant plate. The first anti-rolling device comprises a supporting plate arranged on a ship, a sliding rail arranged on the supporting plate, fixing blocks arranged at two ends of the sliding rail, translation assemblies arranged on the ship and located at two ends of the sliding rail, and anti-rolling assemblies arranged on the translation assemblies. The invention overcomes the defects of the prior art, and provides the anti-seismic and anti-rolling structure special for the ship, which has high flexibility and good anti-seismic and anti-rolling effects.)

一种船用抗震减摇结构

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种船用抗震减摇结构。

背景技术

船舶在海上航行和工作的过程中，会遭受海浪、海风及海流等各种因素的影响，因此船舶易产生摇摆，而剧烈的摇摆会严重影响船舶的安全航行、乘船的舒适性、船上各种机器设备的正常工作等。同时船舶在行驶过程中，风浪波峰波谷的变化不断地对船舶底板发生直接碰撞，特别是在大风浪中航行，船舶底部易遭受砰击并引起船舶高频振动，砰击引起的局部强度和总强度问题严重威胁着船的安全航行。

为了减少船舶的摇摆，不少同行进行了深入的研究，目前效果较好的解决方法是在船舶的上安装减摇鳍，控制装置通过测量船舶摇摆的角度，结合船舶速度等因素输出一个控制信号去控制减摇鳍在水中的位置，但是现有的减摇鳍存在以下问题：一是减摇鳍稳定船舶的能力是依靠水流对鳍翼的作用力来获得的，船舶静止时减摇鳍不起作用，船舶也会受到风浪作用而发生摇摆，这对船舶的仪器运行、堆放的货物等都非常不利；二是现有的减摇鳍的位置、大小都不能够根据船舶的行驶情况进行调节，灵活性低；

为了减少船舶的震动，现有技术一般是对船内设施单独增加减震措施，船稳定性以及减震效果差。

发明内容

本发明公开了一种船用抗震减摇结构，包括船舶，安装在船舶底部且用于减轻风浪对船底碰撞的抗震装置，安装在船舶上且沿Y方向分布、用于减轻船舶行驶时摇摆的一对第一减摇装置，安装在船舶上且沿Y方向分布、用于减轻船舶静止时摇摆的一对第二减摇装置，第一减摇装置位于第二减摇装置下方，其特征在于：

所述抗震装置包括安装在船舶底部且沿X方向分布的一对吸能组件，安装在吸能组件上且位于吸能组件下方的抗击板，一端安装在吸能组件上且另一端安装在抗击板上沿X方向分布的多个缓冲弹簧；

所述第一减摇装置包括安装在船舶上的支撑板，安装在支撑板上的滑轨，安装在滑轨两端的固定块，安装在船舶上且位于滑轨两端的平移组件，安装在平移组件上的减摇组件。

本发明公开的一种优选的船用抗震减摇结构，其特征在于，所述吸能组件包括安装在船舶底部的壳体，安装在壳体内的导轨，安装在导轨上且一端伸出壳体的抗震齿条，安装在抗震齿条两端的限位块，安装在壳体内且沿X方向分布的第一固定座、第二固定座，转动安装在第一固定座上的第一轴，安装在第一轴上且沿第一轴中心轴线方向分布的第一齿轮、第二齿轮，转动安装在第二固定座上且为中空结构的第二轴，安装在第二轴上且沿第二轴中心轴线方向分布的第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮，一端穿过第二轴且与第二轴同轴设置、移动地安装在第二轴上的驱动杆，安装在壳体上且与第二固定座同轴设置的第三固定座，安装在驱动杆远离第二固定座的一端且与第三固定座螺纹连接的传动杆；

所述第一齿轮与第四齿轮啮合，第二齿轮与第五齿轮啮合，第三齿轮与抗震齿条啮合；

所述第一齿轮、第三齿轮、第五齿轮完全相同，第二齿轮与第四齿轮完全相同，第一齿轮半径为R1，第二齿轮半径为R2，R1<R2。

本发明公开的一种优选的船用抗震减摇结构，其特征在于，所述平移组件包括箱体，安装在箱体内的支撑座，转动地安装在支撑座上的转轴，安装在转轴内且带动转轴转动的第一筒状电机，安装在转轴上的皮带轮，安装在滑轨上的支撑块，一端安装在皮带轮上且另一端伸出箱体安装在支撑块上的皮带，一端安装在支撑块上且另一端安装在固定块上的平移弹簧。

本发明公开的一种优选的船用抗震减摇结构，其特征在于，所述减摇组件包括垂直安装在支撑块上的基板，安装在基板上且为中空圆柱结构、内圆柱面上设有驱动槽的固定鳍，位于固定鳍内且与固定鳍同轴设置、设有多个安装槽的移动鳍，一端依次穿过基板、固定鳍、安装槽且转动地安装在固定鳍上的销柄，安装在销柄内且带动销柄转动的第二筒状电机，安装在销柄一端且位于固定鳍内的U形架，安装在U形架两端且相互平行、设有一定间距的一对调节杆，安装在移动鳍且远离支撑块一端的调节鳍，安装在调节鳍上的消浪结构，安装在移动鳍上且一端伸入驱动槽内、可沿驱动槽移动的驱动销，驱动销远离驱动槽的一端始终位于一对调节杆之间且与调节杆抵接。

本发明公开的一种优选的船用抗震减摇结构，其特征在于，所述安装槽为3个，安装槽围绕移动鳍中心轴线环形阵列，且安装槽为扇形结构，安装槽所对圆心角大于90°，小于 120°。

本发明公开的一种优选的船用抗震减摇结构，其特征在于，所述消浪结构安装在调节鳍上下两端端面。

本发明公开的一种优选的船用抗震减摇结构，其特征在于，所述消浪结构包括多个安装在调节鳍上且呈矩阵分布、直角三角形结构的消浪块，多个安装在调节鳍上且位于两个消浪块之间、V形三角形结构的消波片，消波片上设有多个消波孔。

本发明公开的一种优选的船用抗震减摇结构，其特征在于，所述第二减摇装置包括安装在船舶上的外壳，移动地安装在外壳内的减摇齿条，安装在外壳内且活塞杆安装在减摇齿条上、带动减摇齿条在Z方向运动的减摇油缸，转动地安装在外壳内且沿Y方向分布的主轴、副轴，安装在主轴上且与减摇齿条啮合的齿轮A，安装在副轴上且与齿轮A啮合的齿轮B，一端安装在主轴上且另一端伸出壳体、转动地安装在壳体上的摆动轴A，安装在摆动轴A上的减摇叶A，一端安装在副轴上且另一端伸出壳体、转动地安装在壳体上的摆动轴B，安装在摆动轴A上的减摇叶B。

本发明的工作原理如下：

当船舶行驶时，根据船舶的行驶情况，调节减摇组件在船舶上位置，并启动第二筒状电机，选择减摇组件的模式，利用第一减震装置进行减摇；

当船舶静止时，启动减摇油缸，减摇油缸的伸缩杆往复运动，减摇叶A、减摇叶B不断摆动，完成减摇；

且在船舶行驶、静止过程中，抗震装置一直处于工作状态中，起到减震作用。

本发明具有有益效果：本发明克服了现有技术的不足，提供了一种专门用于船舶的抗震减摇结构，该装置灵活性高、抗震减摇效果好。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明抗震装置结构示意图；

图4为本发明吸能组件主视方向剖视图；

图5为本发明吸能组件后视方向剖视图；

图6为本发明吸能组件俯视方向剖视图；

图7为本发明第一减摇装置结构示意图；

图8为图7中A部分放大图；

图9为本发明移动鳍收拢在固定鳍内，调节鳍与X轴垂直时减摇组件的主视图；

图10为图9沿A-A方向剖视图；

图11本发明移动鳍收拢在固定鳍内，调节鳍与X轴垂直时减摇组件的左视图；

图12为本发明移动鳍伸出固定鳍，调节鳍与X轴平行时减摇组件的主视图；

图13为图12沿B-B方向剖视图；

图14为本发明移动鳍伸出固定鳍，调节鳍与X轴平行时减摇组件的左视图；

图15为本发明消浪结构主视图；

图16为本发明消浪结构立体图；

图17为本发明第二减摇装置主视方向剖视图；

图18为图17沿C-C方向剖视图。

图中标记如下：

100-船舶。

200-抗震装置，201-吸能组件，202-抗击板，203-缓冲弹簧，204-壳体，205-导轨，206- 抗震齿条，207-限位块，208-第一固定座，209-第二固定座，210-第一轴，211-第一齿轮，212- 第二齿轮，213-第二轴，214-第三齿轮，215-第四齿轮，216-第五齿轮，217-驱动杆，218-第三固定座，219-传动杆，220-滑动接头。

300-第一减摇装置，301-支撑板，302-滑轨，303-固定块，304-平移组件，305-减摇组件， 306-箱体，308-转轴，310-皮带轮，311-支撑块，312-皮带，313-平移弹簧，314-基板，315- 固定鳍，316-销柄，317-U形架，318-调节杆，319-移动鳍，320-调节鳍，321-驱动销，322-a 段，323-b段，324-c段，325-d段，326-驱动槽，327-消浪结构，328-消浪块，329-消波片， 330-消波孔。

400-第二减摇装置，401-外壳，402-减摇齿条，403-减摇油缸，404-主轴，405-副轴，406- 齿轮A，407-齿轮B，408-摆动轴A，409-摆动轴B，410-减摇叶A，411-减摇叶B。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，一种船用抗震减摇结构，包括船舶100，安装在船舶100底部且用于减轻风浪对船底碰撞的抗震装置200，安装在船舶100上且沿Y方向分布、用于减轻船舶100行驶时摇摆的一对第一减摇装置300，安装在船舶100上且沿Y方向分布、用于减轻船舶100静止时摇摆的一对第二减摇装置400，第一减摇装置300位于第二减摇装置400下方。

如图3、图4、图5、图6所示，抗震装置200包括安装在船舶100底部且沿X方向分布的一对吸能组件201，安装在吸能组件201上且位于吸能组件201下方的抗击板202，一端安装在吸能组件201上且另一端安装在抗击板202上沿X方向分布的多个缓冲弹簧203；

吸能组件201包括安装在船舶100底部的壳体204，安装在壳体204内的导轨205，安装在导轨205上且一端伸出壳体204的抗震齿条206，安装在抗震齿条206两端的限位块207，安装在壳体204内且沿X方向分布的第一固定座208、第二固定座209，转动安装在第一固定座208上的第一轴210，安装在第一轴210上且沿第一轴210中心轴线方向分布的第一齿轮211、第二齿轮212，转动安装在第二固定座209上且为中空结构的第二轴213，安装在第二轴213上且沿第二轴213中心轴线方向分布的第三齿轮214、第四齿轮215、第五齿轮216，一端穿过第二轴213且与第二轴213同轴设置、移动地安装在第二轴213上的驱动杆217，安装在壳体204上且与第二固定座209同轴设置的第三固定座218，安装在驱动杆217远离第二固定座209的一端且与第三固定座218螺纹连接的传动杆219；

第一齿轮211与第四齿轮215啮合，第二齿轮212与第五齿轮216啮合，第三齿轮214与抗震齿条206啮合；

第一齿轮211、第三齿轮214、第五齿轮216完全相同，第二齿轮212与第四齿轮215完全相同，第一齿轮211半径为R1，第二齿轮212半径为R2，R1<R2。

驱动杆217外圆柱面上安装有滑动接头220，第二轴213内圆柱面上设有与滑动接头220 相互配合的滑槽，滑动接头220截面的矩形。

通过抗震装置200解决了现有船舶100在航行过程中，船舶100底部易遭受砰击，船舶 100安全收到威胁的问题，利用抗震装置200直接对船舶100进行减震，解决了现有技术对船内设施单独增加减震措施，船稳定性以及减震效果差的问题；

船舶100行驶过程中，当海浪击打船舶100底部时，抗击板202受到海浪的冲击力，抗击板202发生运动使缓冲弹簧203变形，缓冲弹簧203起到初次减震吸能的作用，抗震齿条206随抗击板202运动，抗震齿条206与第三齿轮214啮合，第二轴213转动第四齿轮215、第五齿轮216转动，第四齿轮215与第一齿轮211啮合，第五齿轮216与第二齿轮212啮合，驱动杆217随第二轴213转动过程中沿驱动杆217中心轴线方向移动；从而将海浪对抗击板 202的冲击能转变为动能、摩擦能，大大减弱海浪对船舶100、抗击板202的瞬时冲力，启动抗震、缓冲的作用。

如图7、图8所示，第一减摇装置300包括安装在船舶100上的支撑板301，安装在支撑板301上的滑轨302，安装在滑轨302两端的固定块303，安装在船舶100上且位于滑轨 302两端的平移组件304，安装在平移组件304上的减摇组件305。

如图9、图10、图11、图12、图13、图14所示，平移组件304包括箱体306，安装在箱体306内的支撑座，转动地安装在支撑座上的转轴308，安装在转轴308内且带动转轴308 转动的第一筒状电机，安装在转轴308上的皮带轮310，安装在滑轨302上的支撑块311，一端安装在皮带轮310上且另一端伸出箱体306安装在支撑块311上的皮带312，一端安装在支撑块311上且另一端安装在固定块303上的平移弹簧313。

减摇组件305包括垂直安装在支撑块311上的基板314，安装在基板314上且为中空圆柱结构、内圆柱面上设有驱动槽326的固定鳍315，位于固定鳍315内且与固定鳍315同轴设置、设有多个安装槽的移动鳍319，一端依次穿过基板314、固定鳍315、安装槽且转动地安装在固定鳍315上的销柄316，安装在销柄316内且带动销柄316转动的第二筒状电机，安装在销柄316一端且位于固定鳍315内的U形架317，安装在U形架317两端且相互平行、设有一定间距的一对调节杆318，安装在移动鳍319且远离支撑块311一端的调节鳍320，安装在调节鳍320上的消浪结构327，安装在移动鳍319上且一端伸入驱动槽326内、可沿驱动槽326移动的驱动销321，驱动销321远离驱动槽326的一端始终位于一对调节杆318之间且与调节杆318抵接。

驱动槽326包括依次垂直连通的a段322、b段323、c段324、d段325，驱动槽326 所对圆心角为90°。

安装槽为3个，安装槽围绕移动鳍319中心轴线环形阵列，且安装槽为扇形结构，安装槽所对圆心角大于90°，小于120°。

通过第一减摇装置300解决了现有船舶100在航行过程中易遭受海浪影响，船舶100易产生摇摆的问题，利用平移组件304调节减摇组件305在船舶100上的位置，解决了现有减摇鳍不能根据船舶100行驶情况进行调节的问题，利用固定鳍315、移动鳍319、调节鳍320 解决了现有减摇鳍大小不能船舶100行驶情况进行调节的问题；

当需要移动减摇摆件在船舶100的位置时，启动第一筒状电机，第一筒状电机带动转轴 308转动，皮带轮310转动，从而将皮带轮310的转动转变为支撑块311在滑轨302上的直线运动，起到调节减摇摆件位置的作用；利用平移弹簧313保证皮带312始终处于平整、绷紧状态。

当需要改变减摇摆件面积时，启动第二筒状电机，第二筒状电机带动销柄316转动，调节杆318随销柄316转动，调节杆318在转动过程中，驱动销321始终位于两个调节杆318 之间且始终与两个调节杆318抵接，在调节杆318的作用力下，调节杆318拨动驱动销321 沿驱动槽326运动，移动鳍319随驱动销321共同运动；销柄316顺时针转动时，驱动销321 顺次在a段322—b段323—c段324—d段325运动，驱动销321每在驱动槽326内运动一圈为一个调节周期，在这个移动鳍319的运动情况顺次为：向靠近支撑块311的方向移动—向逆时针方向转动90°—向远离支撑块311的方向移动—向顺时针方向转动90°，即表现为移动鳍319收拢在固定鳍315内——调节鳍320与X轴垂直——移动鳍319伸出固定鳍315——调节鳍320与X轴平行。所以减摇组件305可以有如下四种模式，用户可以根据需要进行调节选择：

一是移动鳍319收拢在固定鳍315内，调节鳍320与X轴平行；

二是移动鳍319收拢在固定鳍315内，调节鳍320与X轴垂直；

三是移动鳍319伸出固定鳍315，调节鳍320与X轴垂直；

四是移动鳍319伸出固定鳍315，调节鳍320与X轴平行。

如图15、图16所示，消浪结构327安装在调节鳍320上下两端端面。消浪结构327包括多个安装在调节鳍320上且呈矩阵分布、直角三角形结构的消浪块328，多个安装在调节鳍320上且位于两个消浪块328之间、V形三角形结构的消波片329，消波片329上设有多个消波孔330。

通过消浪结构327起到消浪减能的作用，利用相邻两个消浪块328与消波块之间形成消浪区域，海浪进入消浪区域后产生碰撞能量得到消减；利用多个消波孔330起到减能作用，海浪进入V形块后，与V形块、调节鳍320再次不断碰撞，再次减能消波，从而减小海浪对船舶100的作用力，减小摇摆。

如图17、图18所示，第二减摇装置400包括安装在船舶100上的外壳401，移动地安装在外壳401内的减摇齿条402，安装在外壳401内且活塞杆安装在减摇齿条402上、带动减摇齿条402在Z方向运动的减摇油缸403，转动地安装在外壳401内且沿Y方向分布的主轴404、副轴405，安装在主轴404上且与减摇齿条402啮合的齿轮A406，安装在副轴405 上且与齿轮A406啮合的齿轮B407，一端安装在主轴404上且另一端伸出壳体204、转动地安装在壳体204上的摆动轴A408，安装在摆动轴A408上的减摇叶A410，一端安装在副轴405 上且另一端伸出壳体204、转动地安装在壳体204上的摆动轴B409，安装在摆动轴A408上的减摇叶B411；

所述齿轮A406与齿轮B407完全相同。

通过第二减摇装置400解决了现有减摇鳍在船舶100静止时不起作用，船舶100在静止时受到风浪作用而发生摇摆，对船舶100的仪器运行、堆放的货物造成破坏的问题；利用减摇油缸403伸缩杆的往复伸缩，带动减摇齿条402在Z方向做往复运动，减摇齿条402与齿轮A406啮合，带动齿轮A406不断正转、反转，使摆动轴A408上的减摇叶A410不断正转、反转，产生摆动效果；齿轮B407与齿轮A406啮合，所以齿轮B407转动方向始终与齿轮A406 相反，摆动轴B409上的减摇叶B411叶不断正转、反转、产生摆动效果，从而减摇叶A410、减摇叶B411与海浪相互作用，减轻海浪对船舶100的作用力。

该船用抗震减摇结构的控制系统采用性能稳定的可编程数控系统(PLC)作为中央控制系统，用触摸屏实现整机的程序输入和运行控制，利用触摸屏实现第一减摇装置、第二减摇装置的全自动控制，并根据实际情况与设置：减摇组件的位置，减摇组件的工作模式，减摇齿条在Z方向行程等参数。控制系统具有示校功能、断点记忆功能、断弧保护功能。

本发明公开的船用抗震减摇结构的工作原理如下：

当船舶行驶时，根据船舶的行驶情况，调节减摇组件在船舶上位置，并启动第二筒状电机，选择减摇组件的模式，利用第一减震装置进行减摇；

当船舶静止时，启动减摇油缸，减摇油缸的伸缩杆往复运动，减摇叶A、减摇叶B不断摆动，完成减摇；

且在船舶行驶、静止过程中，抗震装置一直处于工作状态中，起到减震作用。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。