改进的帽舵及船的制作方法

本发明涉及船用帽舵的改进结构及采用这种改进帽舵构建的船，具体地说，涉及改进的帽舵及船。

背景技术：

1、公布号为cn109050862a、名称为帽舵及船的发明专利申请公开了帽舵的结构，相对于传统的板叶舵或导流管舵，帽舵具有阻力小舵效高的优点，通过五年多的实船使用已收到显著的节能效果，然而，其还有进一步提升其节能效果的空间，根据船体设计和航行操作的常识，船在航行过程中阻力最小的姿态是正浮状态，也就是既无艏倾也无艉倾的状态，但实际航行过程中，由于航速的不同或载重的不均衡等因素，船舶的纵倾状态常常发生变化，例如其他条件不变的情况下，航速提高时，将发生艉倾即船艏上翘的姿态变化，通常这使得航行阻力相对增大，能耗陡增，再例如装货或卸货后，导致纵倾状态发生的变化，也必然使得航行阻力相对增大或推进效率降低。而帽舵有着它独特的如下特点，其不但在中纵面上的投影和板叶舵一样，具有一定的面积，从而能够操舵使得船可以左或右转，还在水平面上具有比板叶舵大得非常多的投影面积，同时，在纵向上其也具有设置在远离船体纵稳心的船艉的特点，因此，用其实时控制船体纵倾将可以大大节省能源；另一方面，当航行中产生纵倾变化特别是艉倾时，高昂的船艏会遮挡驾驶人员正前方的视线，带来影响航行安全的隐患。而在对现有技术的检索中，发现在其他条件都不变的情形下，于航行过程中能主动操控船体纵倾状态的方案有公告号为cn219215352u、名称为“一种基于双轴舵机控制的仿生机器鱼装置”，及公布号为cn100348459c、名称为“十字型抗纵摇舵”，前者采用两套舵机，分别用于控制左右转动的后尾鳍和控制上浮下潜的胸鳍，结构相对复杂，后者采用的是十字型布置的板叶舵，其只能有效地抵抗纵摇，但并不能主动地控制纵倾；另一方面，公布号为cn111792015a、名称为“可绕双轴转动的舵系及船”的中国发明专利申请公开了一种针对板叶舵的舵系，该舵系除与传统舵具有使板叶舵在水平面内转动的舵轴外，还具有使板叶舵在垂直面内转动的转动轴，其设计目的是为了减少在直行状态下板叶舵的阻力，其根本不能改变航行中船舶的纵倾状态。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种改进的帽舵，使其能在航行过程中实现对船舶纵倾状态的调整，从而即能节省能源消耗又能改善驾驶人员的操控视野；

2、本发明的另一目的是提供一种使用改进的帽舵构建的船。

3、为实现上述主要目的，本发明提供的改进的帽舵包括轴线垂向设置的舵轴及固定在所述舵轴下端的帽板，所述舵轴的上端为用于与舵柄连接的连接端；舵轴套筒，在轴向上，所述舵轴套筒位于所述帽板和所述连接端之间，在径向上，所述舵轴位于所述舵轴套筒之内，且所述舵轴通过第一轴承支承在所述舵轴套筒内，使所述舵轴相对所述舵轴套筒绕所述舵轴自身轴线转动；一对共轴线设置的横轴，所述横轴的轴线与所述舵轴的轴线相互垂直，且所述横轴的一端固定于所述舵轴套筒外壁，另一端为用于与第二轴承连接的轴承连接端。

4、由以上方案可见，本发明采用了在舵轴外设置了舵轴套筒，一方面具有像帽舵一样的操舵行船，即当舵轴相对舵轴套筒转动时船可以左转或右转，同时还设置了一对横轴，其与舵轴套筒形成了十字形的主要结构形式，当舵轴套筒绕一对横轴的轴线转动时，无论是处于正舵还是具有左右舵角的帽板都将相对船体产生俯仰动作，即如同襟翼相对主翼产生俯仰动作一样，从而实现对船体纵倾的调整控制。

5、进一步的方案是所述第一轴承有一对，分别为位于所述舵轴套筒上部的滚珠轴承和位于所述舵轴套筒下部的铜套轴承。对于大型船舶，由于第一轴承的下轴承受力巨大，采用铜套轴承可以有效延长轴承的使用寿命。

6、另一进一步的方案是所述第一轴承有一对，分别为位于所述舵轴套筒上部的滚珠轴承和下部的滚珠轴承。对于小型船舶，第一轴承的下轴承受力通常不会超过滚珠轴承的抗压力极限，因此第一轴承可以采用一对滚珠轴承，也可以在下轴承的设计上采用双轴承的结构形态，以提高下轴承的抗压能力，本方案具有成本相对较低的优点。

7、更进一步的方案是所述舵轴具有径向内缩的环形卡槽，用于在轴向上限制所述上部的滚珠轴承内圈的卡环设置在所述卡槽内；所述卡环在轴向的上部依次设置有卡环压盖和套筒压盖，并且，所述卡环压盖在轴向上通过紧固件与所述卡环固定连接，所述套筒压盖在轴向上通过紧固件与所述舵轴套筒固定连接；所述卡环压盖与所述套筒压盖在轴向上具有间隙。从而可以使帽舵的舵轴在轴向被约束，具体地说卡环限制了舵轴相对舵轴套筒向下移动，而舵轴由于加上帽板重力的存在而不会相对舵轴套筒向上移动，即使偶尔上移，也会为套筒压盖所约束。

8、另一更进一步的方案是所述舵轴套筒的下端设置有油封及油封盖板。从而有效地防止了水从下部进入舵轴套筒的内腔对第一轴承进行侵蚀。

9、为实现本发明的另一目的，本发明提供的船包括船体与帽舵，所述帽舵为上述任一方案中所述改进的帽舵，所述舵轴的上端通过所述舵柄连接舵机；所述横轴的连接端连接所述第二轴承，所述第二轴承的轴承座固定在所述船体上，且一对所述横轴关于中纵剖面对称布置；用于驱动所述横轴绕自身轴线转动的第二舵机。

10、进一步的方案是所述舵机的一端通过球铰连接在所述船体上，所述舵机的另一端通过球铰连接所述舵柄。从而可以使帽舵在绕横轴转至不同角度时舵机都可以顺利地操舵。

11、另一进一步的方案是所述舵轴套筒外壁固定有铰座板，所述铰座板位于中纵剖面上，且位于所述舵轴套筒的上端；所述第二舵机的一端铰接在所述船体上，所述第二舵机的另一端铰接于所述铰座板。

12、更进一步的方案是所述第二舵机有两台，设置在所述舵轴套筒的两侧，以一推一拉的方式驱动所述改进的帽舵绕所述横轴的轴线转动。

13、进一步的方案是所述改进的帽舵穿出所述船体之处设置有防止水进入船舱的筒状的围井，所述围井下端固定于所述船体的底板，上端敞口，后端设置有用于将进入围井的水引出所述船体的出水口。本方案的优点是可以有效地解决舵轴套筒穿出船体底板处的进水排出问题。

技术特征：

1.改进的帽舵，包括轴线垂向设置的舵轴及固定在所述舵轴下端的帽板，所述舵轴的上端为用于与舵柄连接的连接端；

2.根据权利要求1所述改进的帽舵，其特征在于：

3.根据权利要求1所述改进的帽舵，其特征在于：

4.根据权利要求1至3任一项所述改进的帽舵，其特征在于：

5.根据权利要求1至3任一项所述改进的帽舵，其特征在于：

6.船，包括船体与帽舵，所述帽舵为权利要求1至5任一项所述改进的帽舵，所述舵轴的上端通过所述舵柄连接舵机；

7.根据权利要求6所述船，其特征在于：

8.根据权利要求6所述船，其特征在于：

9.根据权利要求8所述船，其特征在于：

10.根据权利要求6至9任一项所述船，其特征在于：

技术总结改进的帽舵及船，涉及一种改进了的船用帽舵及采用其构建的船，帽舵包括舵轴及固定于舵轴下端的帽板，舵轴套筒在轴向上位于帽板和舵轴上端之间，在径向上舵轴通过第一轴承支承于舵轴套筒之内，一对共轴线设置的横轴与舵轴的轴线相互垂直，且横轴的一端固定于舵轴套筒外壁，另一端为与第二轴承连接的轴承连接端，船采用了上述改进的帽舵。具有可操控帽舵绕横轴转动舵角，控制船航行纵倾姿态，进而节省能源的优点。技术研发人员：梁明森,梁荣宇受保护的技术使用者：珠海市琛龙船厂有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29