阅读说明：本技术 一种后置动力船体结构及控制方法 (Postposition power ship structure and control method ) 是由 王洪桥 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种后置动力船体结构及控制方法,包括：船体；至少一个导流装置,导流装置固设于船体下侧,导流装置为筒体且导流装置沿船体的长度方向设置,导流装置内部后侧设有多个螺旋桨,导流装置的左右两侧分别设有至少一个可开合的水门,导流装置前侧或后侧至少一侧设置船舵。本方案提供的船体结构,通过导流装置集汇水流来使船体动力在理论上达到最大化,通过左右两侧的水门的开合度来控制通过水门的水流,以此给船体提供侧向力,来稳定船体,通过在导流装置前后开口处设置船舵来提高船体转向性能。(The invention provides a postposition power ship structure and a control method, comprising the following steps: a hull; the ship comprises a ship body, at least one flow guide device, wherein the flow guide device is fixedly arranged on the lower side of the ship body and is a cylinder, the flow guide device is arranged along the length direction of the ship body, a plurality of propellers are arranged on the rear side inside the flow guide device, at least one openable water gate is arranged on each of the left side and the right side of the flow guide device, and a rudder is arranged on at least one side of the front side or the rear side of the flow guide device. The hull structure that this scheme provided gathers rivers through the guiding device and makes hull power reach the maximize theoretically, and the degree of opening and shutting through the sluice at the left and right sides comes the control to the rivers through the sluice to this provides the yawing force for the hull, stabilizes the hull, sets up the ship rudder through opening part around the guiding device and improves the hull and turn to the performance.)

一种后置动力船体结构及控制方法

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体而言，涉及一种后置动力船体结构以及用于上述船体结构的控制方法。

背景技术

传统船舶结构中，螺旋桨和船舵均裸露在外，此种结构，有其固有优点，但其结构特性决定了传动效率较低，因为在此种结构下，螺旋桨转动时产生的水流难易集结成束，而是散射在螺旋桨后面的扇形面中，其通过推动水流而带给船舶的推力并不集中，甚至会填补到由于螺旋桨转动而在螺旋桨前面产生的负压区，因此，很大一部分会被浪费掉。

船舶航行于水上，而水是一种柔性的液体，并不能像固体一样，提供更有效的支持力，所以，船舶在转向的时候，如果速度过快或者转向半径过小，很容易发生侧翻的情况，基于此，船舶很难像陆地之上的车辆那样快速转向或者小半径转向，导致船舶的机动性能其实很差。

大多数船舶受限于其结构，都只是设置一个螺旋桨，而为了提供更强大的动力，其动力源需要极高的要求，很多船舶因为动力问题，其性能其实不好，如何添加多个动力源，如何缩小动力源，如何在动力源受损的情况下依然保持基本动力，一直是个难题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种后置动力船体结构。

本发明的另一个目的在于提供此种后置动力船体结构的控制方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种船体结构，包括：船体；至少一个导流装置，所述的导流装置固设于船体下侧，导流装置为筒体且沿所述船体的长度方向设置；导流装置的左右两侧分别设有至少一个可开合的水门；导流装置内部，后端开口与水门之间部分至少设置一个螺旋桨；导流装置前、后两端至少一端处设置舵板；导流装置内部，螺旋桨安装处设置遮水装置。

本方案提供的船体结构，在船体下方设置呈筒体的导流装置，同时在导流装置筒体内部设置多个螺旋桨，使螺旋桨转动时产生的水流，全部从导流装置前端开口进入，如果在左右水门全部关闭的情况下，再全部从导流装置后端开口流出，在理论上使水流流动时产生的反向推力完全向前，在增强船体动力的同时，提高能量利用率。

通过设置多组螺旋桨及动力源，使船体在至少有一组螺旋桨与动力源未受损害的情况下，依然能够，提高船体结构工作的可靠性。

通过在导流装置的两侧设置可开合的水门，能够使水流经由水门吸入导流装置内部，实现侧向拉动船体，因此在船体需要转向或者发生倾斜时，可通过调整水门开度，控制通过水门水流的多少，来给船体侧向拉力，使船体能够快速调整状态，本方案中，直接在导流装置的左右两侧设置水门，对船体方向的调节简便，同时结构简单，易于设计制造，可靠性较高，不必设置额外的调节装置，便于简化船体的结构，减小船体前进过程中的阻力。

通过在导流装置的前后两端，至少一端开口处设置可绕转轴转动的舵板，把导流装置的前、后两端开口，分隔为左右两侧两个开口，通过舵板的转动，来控制左右两侧开口的大小，可以调节导流装置的进水或出水方向，为船体转向提供强大的动力。

在上述技术方案中，优选地，导流装置的前后两端开口处，至少一端开口处设有舵板，舵板可转动地设于导流装置的开口内。

在上述任一技术方案中，优选地，导流装置左右两侧的开口处，分别设置有至少一个水门，水门附带驱动装置，可完全开启或关闭。

在上述任一技术方案中，优选地，水门在导流装置上对称设置。

其中，优选地，导流装置为多个时，多个导流装置对称设于船体的左右两侧。

其中，优选地，导流装置为方形的筒体。

在上述任一技术方案中，优选地，舵板转轴径向方向，相对的两个位置均有舵板板体。

在上述任一技术方案中，优选地，每个所述螺旋桨对应一个驱动装置。

为了实现上述目的，本发明第二方面的技术方案提供了一种控制方法，用于第一方面任一技术方案中的船体结构，包括：

接收前进指令，前后舵板旋转于中间位置，螺旋桨启动，左右两侧水门关闭；

接收左转命令，在俯视中，前舵板逆时针转动，后舵板顺时针转动，通过前后舵板的转动幅度，控制船体的左转向幅度；

接收右转命令，在俯视中，前舵板顺时针转动，后舵板逆时针转动，通过前后舵板的转动幅度，控制船体的右转向幅度。

本方案中，还包括：通过倾斜度传感器接收船体倾斜度的信号并传递给控制系统，控制系统判断左右水门的开度并把控制信号传递给水门，通过水门的开度来控制水门的水流量，进而使船体保持平衡。

船体向左侧倾斜时，右侧水门闭合，左侧水门开启，控制系统视船体倾斜幅度，控制左侧水门开度，使水流可从左侧水门吸入导流装置内部，通过吸入水流时的反作用力来阻止船体左倾趋势。

船体向右侧倾斜时，右侧水门开启，左侧水门闭合，控制系统视船体倾斜幅度，控制右侧水门开度，使水流可从右侧水门吸入导流装置内部，通过吸入水流时的反作用力来阻止船体右倾趋势。

方案中，通过调节水门的开闭，能有效放置船体侧倾，提升船体的安全性。

本方案中，还包括：通过在舵板转轴径向方向相对的两侧均设置舵板板体，来控制舵板旋转的最大幅度，并且在舵板旋转到最大幅度时，可以完全闭合导流装置被舵板分隔开的左右两侧开口中的一侧，以此来控制导流装置的进水方向与出水方向，从而最大限度控制船体转向。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的船体结构的立体结构示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的船体结构的侧视图。

图3是图2中A-A截面的剖视图。

图4是图2中B-B截面的剖视图。

图5是本发明的舵板结构示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1船体，2导流装置，3水门，4舵板，5螺旋桨，6遮水装置。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明的一些实施例。

如图1至图4所示，本发明第一方面的实施例提供了一种船体结构，包括：船体1；至少一个导流装置2，所述的导流装置2设置于船体1下侧，导流装置2为筒体且沿所述船体1的长度方向设置；导流装置2的左右两侧分别设有至少一个可开合的水门3；导流装置2内部，后端开口与水门之间部分至少设置一个螺旋桨5；导流装置2前、后两端至少一端处设置舵板4；导流装置2的螺旋桨5安装处设置遮水装置6。

本方案提供的船体结构中，通过在船体1下方设置呈筒体的导流装置2，同时在导流装置2筒体内部设置多个螺旋桨5，使螺旋桨5转动时产生的水流，全部从导流装置2前端开口进入，如果在左右水门3全部关闭的情况下，则水流全部从导流装置2后端开口流出，在理论上使水流流动时产生的反向推力完全向前，在增强船体动力的同时，提高能量利用率。

其中，需要指出的是，如果在上述情况下，导流装置2左侧或右侧的水门3打开，则部分水流会从打开的水门3吸入，而不是全部从导流装置2前端开口吸入。

如图3、图4通过设置多组螺旋桨5及动力源，使船体1在至少有一组螺旋桨与动力源未受损害的情况下，依然能够保持基本动力，提高船体结构工作的可靠性。

如图4通过在导流装置2的两侧设置可开合的水门3，能够使水经由水门3吸入导流装置2内部，侧向拉动船体1，因此在船体1需要转向或者发生倾斜时，可通过调整水门3开度，控制通过水门3水流的多少，来给船体1侧向拉力，使船体1能够快速调整状态，本方案中，直接在导流装置2的左右两侧设置水门3，对船体1方向的调节简便，同时结构简单，易于设计制造，可靠性较高，不必设置额外的调节装置，便于简化船体的结构，减小船体前进过程中的阻力。

如图3、图4通过在导流装置2的前后两端，至少一端开口处设置可绕转轴转动的舵板4，把导流装置2的前、后两端开口，分隔为左右两侧两个开口，通过舵板4的转动，来控制左右两侧开口的大小，可以调节导流装置2的进水或出水方向，为船体转向提供强大的动力。

在上述实施例中，导流装置2可为单独的筒体，通过常规连接方式固定在船体1上；导流装置2还可为侧壁上设有敞口的形状，在导流装置2固定在船体1上时，船体1与敞口贴合并封闭敞口，此时船体1和导流装置2共同形成筒体。

需要指出的是，导流装置2沿船体1的长度方向设置，导流装置为一个时，对称的设置于船体1底部，导流装置2为多个时，多个导流装置可对称设于船体的底部或左右两侧。

其中，优选地，导流装置是横截面为方形的筒体，当为满足某些功能时，导流装置亦可为横截面圆形、梯形等其它多边形的筒体。

在上述实施例中，优选的，导流装置2左右两侧的开口处，分别设置有至少一个水门3，水门3在附带的驱动装置带动下，分别开启或关闭，且开启时，可开启为不同开度，水门3在导流装置2上对称设置。

在上述实施例中，优选地，导流装置2的前端设有舵板4，舵板4可转动地设于导流装置2的开口内，舵板4上设有转轴，导流装置2设有轴孔，转轴***轴孔内，以使舵板4能够转动，进而调节水流方向，实现船体结构航向的调节。

如图5，在上述任一技术方案中，优选地，舵板4转轴径向方向，相对的两个位置均有舵板板体。

如图3、图4在上述任一技术方案中，优选地，设置多个螺旋桨5，且每个所述螺旋桨5对应一个驱动装置，这样可以用多个较小型号的发动机代替大型号的发动机，间接降低船舶对动力系统的要求，并且，整个系统容错率更高，单独某个发动机损坏，船体结构依然保持动力。

本发明第二方面的实施例提供了一种控制方法，用于第一方面任一实施例中的船体结构，包括：

接收前进指令，前后舵板旋转于中间位置，螺旋桨启动，左右两侧水门关闭；

接收左转命令，在俯视中，前舵板逆时针转动，后舵板顺时针转动，通过前后舵板的转动幅度，控制船体的左转向幅度；

接收右转命令，在俯视中，前舵板顺时针转动，后舵板逆时针转动，通过前后舵板的转动幅度，控制船体的右转向幅度。

本方案中，还包括：通过倾斜度传感器接收船体倾斜度的信号并传递给控制系统，控制系统判断左右水门的开度并把控制信号传递给水门，通过水门的开度来控制水门的水流量，进而使船体保持平衡。

船体向左侧倾斜时，右侧水门闭合，左侧水门开启，控制系统视船体倾斜幅度，控制左侧水门开度，使水流可从左侧水门吸入导流装置内部，通过吸入水流时的反作用力来阻止船体左倾趋势。

船体向右侧倾斜时，右侧水门开启，左侧水门闭合，控制系统视船体倾斜幅度，控制右侧水门开度，使水流可从右侧水门吸入导流装置内部，通过吸入水流时的反作用力来阻止船体右倾趋势。

方案中，通过调节水门的开闭，能有效放置船体侧倾，提升船体的安全性。

本方案中，还包括：通过在舵板转轴径向方向相对的两侧均设置舵板板体，来控制舵板旋转的最大幅度，并且在舵板旋转到最大幅度时，可以完全闭合导流装置被舵板分隔开的左右两侧开口中的一侧，以此来控制导流装置的进水方向与出水方向，从而最大限度控制船体转向。

在本发明的一个具体实施例中，船体结构前进时，前后船舵均与船舶方向平行，左右水门3全部关闭，螺旋桨5旋转，此时所有经过导流装置2的水流均从导流装置2前进入，从导流装置2后出，当所有动力全部启动时，船体结构全速前进。

左转向时，前舵逆时针转向的同时，后舵顺时针转向，保证大部分水流从导流装置2前端左侧进入导流装置2，再从导流装置2后端左侧流出导流装置2，如果前舵与后舵均转到极限位置，此时则为船舶转向的极限，水流全部从导流装置2前端左侧开口进入，全从导流装置2后端左侧流出，船舶的转弯半径最小。

右转向时，同理左转向，但控制方向相反。

船体1左倾时，倾斜传感器测出偏移角度，传递信号给中央控制系统，中央控制系统计算出左侧水门3开合量，传递控制信号给左侧水门3驱动装置的信号接收器，左侧水门3在驱动装置带动下开启，水流可从左侧水门3吸入，抵消船体1左倾的力，当船体1重新回正时，左侧水门3关闭。

船体1右倾时，同理船体1左倾，但控制方向相反。

转向可通过两个船舵一起控制，也可保持一个船舵不动，靠单独一个船舵控制。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，术语“至少一个”则指一个或一个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。