减摇陀螺及船舶的制作方法

本技术涉及船舶减摇，尤其涉及一种减摇陀螺及船舶。

背景技术：

1、现有技术中，减摇陀螺内部安装有重型飞轮，高速旋转的飞轮具有动量矩和陀螺的进动物理效应。船体的摇摆运动使旋转中的飞轮产生进动力矩，推动飞轮和飞轮框架一起进动，同时，旋转中的飞轮在进动时产生减摇力矩，减摇力矩通过飞轮框架和基座传递到船体上，实现抑制船体摇摆。

2、但是，对于大型减摇陀螺，飞轮的角动量较大，其进动力矩也较大，导致飞轮的进动角速度无法控制的问题，进而容易出现进动失控而造成的冲击以及进动超范围导致的设备损坏，可靠性较低。

技术实现思路

1、本实用新型的一个目的在于提供一种减摇陀螺及船舶，具有较高的可靠性和较好的减摇效果。

2、如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

3、减摇陀螺，包括基座、回转支承、支撑框架、飞轮及扭矩施加装置，所述基座的顶面具有凹槽及与所述凹槽连通的齿轮槽；所述回转支承设置于所述凹槽中，并包括同轴设置的外滚圈及内圈，所述内圈连接于所述凹槽的槽底，所述外滚圈的外周面设置有外传动齿；所述支撑框架连接于所述外滚圈；所述飞轮与所述支撑框架转动连接；所述扭矩施加装置包括齿轮及扭矩施加机构，所述齿轮转动设置于所述齿轮槽中并与所述外传动齿啮合，所述扭矩施加机构安装在所述基座的顶面，并与所述齿轮传动连接；

4、所述扭矩施加装置的数量为一个或多个，当所述扭矩施加装置的数量为多个时，多个所述扭矩施加装置间隔设置。

5、可选地，所述扭矩施加机构包括永磁同步电机、电阻负载及控制器，所述永磁同步电机设置在所述基座上，并与所述齿轮同轴连接，所述永磁同步电机的绕组引出线与所述电阻负载电连接形成能耗制动电路，所述控制器与所述电阻负载电连接，并被配置为调节所述电阻负载的阻值以调节制动力矩的大小。

6、可选地，所述扭矩施加机构包括动力件、液压阀组、控制器，所述动力件与液压阀组通过液压管路连接，所述液压阀与所述控制器电连接，所述控制器能控制液压油路中的流量与压力，以控制施加在所述飞轮上的扭矩的大小，所述动力件包括液压泵或马达。

7、可选地，所述扭矩施加机构包括磁制动器、控制器，所述控制器与所述磁制动器电连接，所述控制器能控制所述磁制动器施加在所述飞轮上的扭矩的大小，所述磁制动器为磁粉制动器或磁力制动器。

8、可选地，所述扭矩施加机构还包括减速机，所述减速机的低速端与所述齿轮同轴连接，所述扭矩施加机构包括永磁同步电机时，所述减速机的高速端与所述永磁同步电机同轴连接，所述扭矩施加机构包括动力件时，所述减速机的高速端与所述动力件同轴连接，所述扭矩施加机构包括磁制动器时，所述减速机的高速端与所述磁制动器同轴连接。

9、可选地，所述减摇陀螺还包括角度传感器和/或位姿传感器，所述角度传感器用于检测所述飞轮的进动角，所述位姿传感器用于检测所述减摇陀螺所在的船体的位姿，所述角度传感器及所述位姿传感器均与所述控制器连接。

10、可选地，所述减摇陀螺还包括安装于所述支撑框架上的驱动件，所述驱动件被配置为直接或间接驱动所述飞轮旋转。

11、可选地，所述支撑框架包括连接板、第一支撑件和第二支撑件，所述连接板与所述外滚圈连接，所述第一支撑件和所述第二支撑件在x向上相对设置，所述飞轮的一端通过一个轴承连接于所述第一支撑件，所述飞轮的另一端通过另一个轴承连接于所述第二支撑件。

12、可选地，所述飞轮的自转轴线平行于所述回转支承的回转平面。

13、船舶，包括船体及上述的减摇陀螺，所述基座固定在所述船体，所述减摇陀螺用于抑制所述船体的摇摆运动。

14、本实用新型的有益效果至少包括：

15、减摇陀螺的飞轮安装在支撑框架上，支撑框架连接于回转支承的外滚圈，外滚圈上的外传动齿与齿轮啮合，齿轮与扭矩施加机构连接，使得扭矩施加机构能够通过齿轮及外滚圈向支撑框架施加转动力矩，进而限制飞轮的进动角度及角速度，防止出现减摇陀螺抑制船体摇摆后，由于飞轮的惯性力而导致的船体产生不必要晃动的情况，提高了抑制船体摇摆的效果，具有较高的可靠性。

16、通过设置多个扭矩施加装置，使得每个扭矩施加装置均可以较小，延长了每个扭矩施加装置的使用寿命，降低了制造难度，便于维修和更换，还能够提供更大的制动力矩，还使得减摇陀螺的结构更加紧凑，适合大型船舶的减摇。

17、通过设置多个扭矩施加装置，使得每个扭矩施加装置均可以独立工作，使得减摇陀螺的制动力矩控制或调节更加精细，控制方案也更加灵活，从而能够达到更好的减摇效果，并且，多个扭矩施加装置的部分损坏时，还可以使用其他扭矩施加装置，具有较高的可靠性。

18、船舶包括船体及上述减摇陀螺，基座固定在船体的龙骨上，且船舶具有较高的稳定性。

技术特征：

1.减摇陀螺，其特征在于，包括基座(1)、回转支承(2)、支撑框架(3)、飞轮(4)及扭矩施加装置(5)，所述基座(1)的顶面具有凹槽(11)及与所述凹槽(11)连通的齿轮槽(12)；所述回转支承(2)设置于所述凹槽(11)中，并包括同轴设置的外滚圈(21)及内圈(22)，所述内圈(22)连接于所述凹槽(11)的槽底，所述外滚圈(21)的外周面设置有外传动齿(211)；所述支撑框架(3)连接于所述外滚圈(21)；所述飞轮(4)与所述支撑框架(3)转动连接；所述扭矩施加装置(5)包括齿轮(51)及扭矩施加机构(50)，所述齿轮(51)转动设置于所述齿轮槽(12)中并与所述外传动齿(211)啮合，所述扭矩施加机构(50)安装在所述基座(1)的顶面，并与所述齿轮(51)传动连接；

2.根据权利要求1所述的减摇陀螺，其特征在于，所述扭矩施加机构(50)包括永磁同步电机(52)、电阻负载及控制器(54)，所述永磁同步电机(52)设置在所述基座(1)上，并与所述齿轮(51)同轴连接，所述永磁同步电机(52)的绕组引出线与所述电阻负载电连接形成能耗制动电路，所述控制器(54)与所述电阻负载电连接，并被配置为调节所述电阻负载的阻值以调节制动力矩的大小。

3.根据权利要求1所述的减摇陀螺，其特征在于，所述扭矩施加机构(50)包括动力件、液压阀组、控制器(54)，所述动力件与液压阀组通过液压管路连接，所述液压阀与所述控制器(54)电连接，所述控制器(54)能控制液压油路中的流量与压力，以控制施加在所述飞轮(4)上的扭矩的大小，所述动力件包括液压泵或液压马达。

4.根据权利要求1所述的减摇陀螺，其特征在于，所述扭矩施加机构(50)包括磁制动器、控制器(54)，所述控制器(54)与所述磁制动器电连接，所述控制器(54)能控制所述磁制动器施加在所述飞轮(4)上的扭矩的大小，所述磁制动器为磁粉制动器或磁力制动器。

5.根据权利要求2-4任一项所述的减摇陀螺，其特征在于，所述扭矩施加机构(50)还包括减速机(53)，所述减速机(53)的低速端与所述齿轮(51)同轴连接，所述扭矩施加机构(50)包括永磁同步电机(52)时，所述减速机(53)的高速端与所述永磁同步电机(52)同轴连接，所述扭矩施加机构(50)包括动力件时，所述减速机(53)的高速端与所述动力件同轴连接，所述扭矩施加机构(50)包括磁制动器时，所述减速机(53)的高速端与所述磁制动器同轴连接。

6.根据权利要求2-4任一项所述的减摇陀螺，其特征在于，所述减摇陀螺还包括角度传感器(9)和/或位姿传感器(8)，所述角度传感器(9)用于检测所述飞轮(4)的进动角，所述位姿传感器(8)用于检测所述减摇陀螺所在的船体的位姿，所述角度传感器(9)及所述位姿传感器(8)均与所述控制器(54)连接。

7.根据权利要求1-4任一项所述的减摇陀螺，其特征在于，所述减摇陀螺还包括安装于所述支撑框架(3)上的驱动件(6)，所述驱动件(6)被配置为直接或间接驱动所述飞轮(4)旋转。

8.根据权利要求7所述的减摇陀螺，其特征在于，所述支撑框架(3)包括连接板(31)、第一支撑件(32)和第二支撑件(33)，所述连接板(31)与所述外滚圈(21)连接，所述第一支撑件(32)和所述第二支撑件(33)在x向上相对设置，所述飞轮(4)的一端通过一个轴承(7)连接于所述第一支撑件(32)，所述飞轮(4)的另一端通过另一个轴承(7)连接于所述第二支撑件(33)。

9.根据权利要求1-4任一项所述的减摇陀螺，其特征在于，所述飞轮(4)的自转轴线(l)平行于所述回转支承(2)的回转平面。

10.船舶，其特征在于，包括船体(10)及权利要求1-9任一项所述的减摇陀螺，所述基座(1)固定在所述船体(10)，所述减摇陀螺用于抑制所述船体(10)的摇摆运动。

技术总结本技术公开了一种减摇陀螺及船舶，其属于船舶技术领域，减摇陀螺包括基座、回转支承、支撑框架、飞轮及扭矩施加装置，基座的顶面具有凹槽及与凹槽连通的齿轮槽；回转支承设置于凹槽中，并包括同轴设置的外滚圈及内圈，内圈连接于凹槽的槽底，外滚圈的外周面设置有外传动齿；支撑框架连接于外滚圈；飞轮与支撑框架转动连接；扭矩施加装置包括齿轮及扭矩施加机构，齿轮转动设置于齿轮槽中并与外传动齿啮合，扭矩施加机构安装在基座的顶面，并与齿轮传动连接。本技术提供的减摇陀螺具有较高的可靠性和较好的减摇效果，船舶具有较高的稳定性。技术研发人员：侯明波,姚学富受保护的技术使用者：上海舟加科技有限公司技术研发日：20231221技术公布日：2024/6/18