用于船舶的动力装置、船舶及动力控制方法与流程

本申请涉及动力装置相关，具体涉及一种用于船舶的动力装置、船舶及动力控制方法。

背景技术：

1、船用螺旋桨是一种用于推动船舶在水中移动的关键动力装置。它通过旋转产生推力，推动船舶前进或后退。目前，随着制造技术的不断进步，船舶的吨位不断增加，航行速度不断提高，对于船用螺旋桨的要求也越来越高。然而水中的水流场复杂多变，如何对船用螺旋桨等动力装置进行有效控制仍是未解决的难题。

2、因此，亟需设计一种可控的用于船舶的动力装置及相应控制方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种用于船舶的动力装置、船舶及动力控制方法，能够根据水下的推力对动力装置的输出动力进行调整。

2、为达上述目的，本申请提供的用于船舶的动力装置包括，

3、驱动单元，包括传动连接的动力源和传动组件；

4、推进单元，包括桨轴和螺旋桨，所述传动组件传动连接至所述桨轴，所述桨轴的轴向为第一方向、且包括沿着所述第一方向依次连接的第一轴段和第二轴段，所述第一轴段和所述第二轴段之间设置有力感测元件，所述第一轴段传动连接至所述螺旋桨；

5、控制单元，所述控制单元与所述力感测元件和所述动力源信号相连；

6、所述驱动单元驱动所述螺旋桨转动时，所述力感测元件向所述控制单元输出力感测信号，所述控制单元根据所述力感测信号调整所述驱动单元的输出动力。

7、在本申请的一些实施例中，所述第一轴段和所述第二轴段之间通过连接件连接，所述连接件沿所述第一方向延伸，所述力感测元件设置在所述连接件上。

8、在本申请的一些实施例中，所述连接件内部设置有中空部，所述力感测元件配合在所述中空部内。

9、在本申请的一些实施例中，所述中空部内设置有粗糙表面，所述粗糙表面与所述力感测元件相接触，以将所述连接件的形变力传递至所述力感测元件。

10、在本申请的一些实施例中，所述中空部内设置有定位台阶，所述力感测元件上设置有定位凸台，所述定位台阶和所述定位凸台相抵。

11、在本申请的一些实施例中，所述第一轴段靠近所述第二轴段的一端设置有第一法兰；所述第二轴段靠近所述第一轴段的一端设置有第二法兰；所述连接件为螺栓，所述第一法兰和所述第二法兰通过所述螺栓相互连接。

12、在本申请的一些实施例中，所述力感测元件为无线应变传感器。

13、在本申请的一些实施例中，所述动力源包括第一动力件；所述传动组件包括第一传动轴、第一传动结构和第二传动轴，所述第一动力件通过所述第一传动结构与所述第一传动轴传动连接，所述第一传动轴传动连接至所述第二传动轴，所述第二传动轴传动连接至所述桨轴；所述控制单元根据所述力感测信号控制所述第一动力件的输出动力。

14、在本申请的一些实施例中，所述第一传动结构为第一蜗轮蜗杆副。

15、在本申请的一些实施例中，所述驱动单元和所述推进单元之间还设置有中部连接单元，所述中部连接单元包括第三传动轴，所述第二传动轴传动连接至所述第三传动轴，所述第三传动轴传动连接至所述桨轴。

16、在本申请的一些实施例中，所述第三传动轴沿第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。

17、本申请还提供一种船舶，其包括船体以及前述的用于船舶的动力装置，用于船舶的动力装置设置在所述船体上，以用于驱动所述船体运动。

18、本申请还提供一种船舶的动力控制方法，用于前述的船舶，所述动力控制方法包括如下步骤：在所述力感测信号的值大于设定值的状态下，通过所述控制单元降低所述驱动单元的输出动力。

19、本申请所提供的用于船舶的动力装置、船舶及动力控制方法的有益效果包括但不限于如下几点。

20、首先，为了解决螺旋桨在复杂的水下环境旋转时水的推力对螺旋桨、桨轴或其他部件造成损坏的问题，本申请将水下推进单元中的浆轴设计为两段式，也即包括第一轴段和第二轴段，并在第一轴段和第二轴段的连接处设置有力感测元件，以通过力感测元件感测水下推力，并在水下推力较大时对驱动单元的输出动力进行调整，以减小推力并防止推力对各部件造成损坏。

21、其中，力感测元件可以为遥感式的无线应变传感器，通过无线应变传感器电阻值的变化来计算螺旋浆受力大小，无线应变传感器处可以不设置有连接线路，进而排除了线路在水下环境中发生损坏的风险。

22、进一步地，浆轴的第一轴段和第二轴段可以采用法兰连接，法兰在实现连接作用的同时还可以被用作挡油环，由此可以减少挡油环的设置。

技术特征：

1.一种用于船舶的动力装置，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述第一轴段(311)和所述第二轴段(312)之间通过连接件(340)连接，所述连接件(340)沿所述第一方向(x)延伸，所述力感测元件(330)设置在所述连接件(340)上。

3.根据权利要求2所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述连接件(340)内部设置有中空部(341)，所述力感测元件(330)配合在所述中空部(341)内。

4.根据权利要求3所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述中空部(341)内设置有粗糙表面(342)，所述粗糙表面(342)与所述力感测元件(330)相接触，以将所述连接件(340)的形变力传递至所述力感测元件(330)。

5.根据权利要求3所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述中空部(341)内设置有定位台阶(343)，所述力感测元件(330)上设置有定位凸台(311)，所述定位台阶(341)和所述定位凸台(311)相抵。

6.根据权利要求2至5任一项所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述力感测元件(330)为无线应变传感器。

8.根据权利要求1所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述第一传动结构为第一蜗轮蜗杆副。

10.根据权利要求1所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述驱动单元(100)和所述推进单元(300)之间还设置有中部连接单元(200)，所述中部连接单元(200)包括第三传动轴(210)，所述第二传动轴(126)传动连接至所述第三传动轴(210)，所述第三传动轴(210)传动连接至所述桨轴(310)。

11.根据权利要求10所述的用于船舶的动力装置，其特征在于，所述第三传动轴(210)沿第二方向(y)延伸，所述第二方向(y)垂直于所述第一方向(x)。

12.一种船舶，其特征在于，包括：

13.一种船舶的动力控制方法，其特征在于，用于权利要求12所述的船舶，所述动力控制方法包括：

技术总结本申请提供一种用于船舶的动力装置、船舶及动力控制方法，涉及动力装置相关技术领域，用于解决螺旋桨在复杂的水下环境旋转时水的推力对螺旋桨、桨轴或其他部件造成损坏的问题。本申请中用于船舶的动力装置包括驱动单元、推进单元和控制单元，推进单元的桨轴包括依次连接的第一轴段和第二轴段，第一轴段和第二轴段之间设置有力感测元件。驱动单元驱动螺旋桨转动时，力感测元件向控制单元输出力感测信号，控制单元根据力感测信号调整驱动单元的输出动力。通过将浆轴设计为两段式，并在第一轴段和第二轴段的连接处设置有力感测元件的设计，本申请可以在感测到水下推力较大时对驱动单元的输出动力进行调整，以减小推力并防止推力对各部件造成损坏。技术研发人员：王建政,史志赛,陈巧,王尧,罗晓园,展铭,张建,陈波,陈思臻,杜言锋受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一一研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/5