一种船舶流体性能补偿装置及补偿方法

本发明涉及流体性能补偿，尤其涉及一种船舶流体性能补偿装置及补偿方法。

背景技术：

1、流体性能问题主要是关于流体动水压力和固体弹性系统的相互影响问题。把流体和固体弹性系统作为一个统一的动力系统加以考虑，并找到两者的耦合条件，是解决流体性能问题的重要关键。在流体性能作用过程中，流体的动压力是一种作用于弹性系统的外加载荷，动压力的大小取决于弹性系统振动的位移、速度和加速度；另一方面，流体动压力的作用又会改变弹性系统振动的位移、速度和加速度。这种互相作用的物理性质表现为流体对于弹性系统在惯性、阻尼和弹性诸方面的耦合现象。

2、现有船舶在海洋航行时，均会受到流体性能的影响，这样将会使得一些船载设备在流体性能的作用下极其不稳定，导致可能影响正常使用，甚至被损坏，以及不利于物品的保护。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中船舶在航行时，受流体性能影响较大，影响船载设备正常使用，甚至导致损坏，以及不利于物品保护的问题。本发明提出了一种船舶流体性能补偿装置，有效的对船舶受到的流体载荷进行了缓冲，使船舶流体性能得到了补偿，保护了船载设备。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：一种船舶流体性能补偿装置，包括底座，还包括设置在底座中心并于底座固定连接的万向节，所述万向节上端固定连接有支撑座，所述支撑座上端固定连接承载盒，还包括设置在底座与承载盒之间并与底座和承载盒固定连接的滑动补偿机构，所述滑动补偿机构以底座的中心为中心圆周阵列设置，用于对水弹力造成的倾斜晃动进行滑动缓冲；所述滑动补偿机构包含限位滑箱、限位滑杆、滑动斜块、压力传感器、第二弹簧、电动气缸以及导向斜块，所述电动气缸固定端与万向节固定连接，移动端与导向斜块固定连接，所述滑动斜块与导向斜块滑动连接，所述滑动斜块与导向斜块均为斜楔形，所述滑动斜块的斜面与导向斜块的斜面滑动连接，所述导向斜块的斜面背向万向节，所述导向斜块的斜面与水平面的夹角为θ，所述导向斜块平行于电动气缸的两侧各设置一个限位滑箱，所述限位滑箱内滑动设置有限位滑杆，两个限位滑杆之间固定连接有滑动斜块，所述滑动斜块的上端固定嵌装有压力传感器，压力传感器与承载盒的下端面之间固定连接有第二弹簧，所述压力传感器与电动气缸电连接。

3、进一步的，所述滑动补偿机构数量为八组。

4、进一步的，所述导向斜块的下侧还开设有安装槽，所述电动气缸的移动端通过安装槽与导向斜块固定连接。

5、进一步的，所述承载盒为方形。

6、进一步的，所述夹角θ的范围为30°-45°。

7、进一步的，所述承载盒内还滑动设置有内框，所述内框的外侧面与承载盒的内壁阵列固定连接有多个第一弹簧，所述内框的侧面还阵列设置有多个定位机构，所述定位机构包括套筒、螺纹筒、螺杆、夹板、滑筒、滑杆，所述套筒贯穿内框的侧面并与内框固定连接，套筒的内壁通过轴承转动套装有螺纹筒，螺纹筒内螺纹套设有螺杆，套筒的两侧均设置有滑筒，所述滑筒贯穿内框的侧面并与内框固定连接，滑筒内滑动套设有滑杆，所述滑杆的一端与夹板固定连接，螺杆贯穿螺纹筒延伸至内框内与夹板固定连接。

8、进一步的，所述内框为方形，所述内框的每一个外侧面与该侧的承载盒的内壁均阵列固定十个第一弹簧。

9、进一步的，所述定位机构数量优选为四个，所述内框的每一侧面均设置一个定位机构。

10、进一步的，所述定位机构设置在内框的侧面中部。

11、本发明还设计了一种适用于本发明所述补偿装置的补偿方法，包括以下步骤：

12、s1、船舶受到水平方向的水弹力时，内框内搭载的物品向一侧偏移，搭载的物品将水平方向的载荷依次经夹板、螺杆、螺纹筒、滑杆、滑筒、套筒、内框传递给第一弹簧，通过第一弹簧形变产生的弹簧力对船舶受到水平方向的水弹力进行补偿；

13、s2、船舶受到竖直方向的水弹力时，承载盒压缩一侧的第二弹簧，此时第二弹簧下侧的压力传感器将测得的载荷数据发送到电动气缸，电动气缸控制导向斜块移动，从而控制滑动斜块移动，对船舶受到竖直方向的水弹力进行补偿；

14、所述电动气缸根据公式控制推出或回收量，式中l为电动气缸移动端的位移量，k为单根第二弹簧的刚度,θ为导向斜块的斜面与水平面的夹角，f1为压力传感器测得的载荷值，f为承载盒内放置搭载的物品后的初始载荷值，若l的值为正，则电动气缸推出移动端；若l的值为负，则电动气缸回收移动端；

15、若l的值在-5mm至5mm之间，则电动气缸不进行移动端的移动；若l的绝对值大于或等于5mm，则电动气缸进行移动端相应的移动。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

17、1、本发明提供一种船舶流体性能补偿装置，通过在底座的上端固定安装有万向节，以及通过万向节上固定连接的支撑座固定安装有承载盒，同时由于底座的上端面阵列设置有限位滑箱，每个限位滑箱内均滑动设置有限位滑杆，且限位滑杆的上端延伸在限位滑箱的上方，并在延伸端固定连接有滑动斜块，而底座的上端面还圆周阵列固定安装有电动气缸，各个电动气缸外侧的输出端均固定连接有导向斜块，同时每个导向斜块均设置在各自一侧的滑动斜块的下端，且二者的互相靠近的一侧面为斜面设置并互相贴合滑动，而滑动斜块的上端面嵌装有压力传感器，压力传感器与承载盒的下端面之间连接有第二弹簧，这样在流体性能的作用下当船体发生晃动时，承载盒将会压缩一侧的第二弹簧，此时第二弹簧下侧的压力传感器感受到压力将会控制电动气缸推动导向斜块向外侧滑动，进而推动滑动斜块上移，使得这这一侧有向上的力对倾斜的承载盒进行举拖，各个方向均是如此，进而可以对水弹力造成的倾斜晃动进行补偿。

18、2、本发明提供一种船舶流体性能补偿装置，通过承载盒内滑动设置有内框，其内框与承载盒的每一侧内壁之间均阵列设置有第一弹簧，这样可以对内框内搭载的物品在水平方向进行补偿缓冲，同时在内框的每一侧面均设置有套筒，套筒内转动套装有螺纹筒，而螺纹筒内螺纹套设有螺杆，且螺杆在内框内侧的一端固定连接有夹板，而套筒的两侧对称设置有滑筒，滑筒贯穿内框内外两侧，并在其内滑动套设有滑杆，而滑杆在内框内的一端与夹板固定连接，进而可以通过转动各个阵列设置的螺纹筒，带动各个夹板可以互相靠近或者远离的移动，以方便的对其之间的物品进行夹持固定，然后通过第一弹簧在水平方向进行缓冲补偿，而通过滑动斜块与导向斜块以及第二弹簧的设置对设置在竖直方向的倾斜进行补偿，进而有效的提高了稳定性，并具有一定的通用性，可以通用的对货物进行固定夹持搭载。

19、本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

技术特征：

1.一种船舶流体性能补偿装置，包括底座(1)，其特征在于：还包括设置在底座(1)中心并于底座(1)固定连接的万向节(2)，所述万向节(2)上端固定连接有支撑座(3)，所述支撑座(3)上端固定连接承载盒(4)，还包括设置在底座(1)与承载盒(4)之间并与底座(1)和承载盒(4)固定连接的滑动补偿机构，所述滑动补偿机构以底座(1)的中心为中心圆周阵列设置，用于对水弹力造成的倾斜晃动进行滑动缓冲；所述滑动补偿机构包含限位滑箱(7)、限位滑杆(8)、滑动斜块(9)、压力传感器(10)、第二弹簧(11)、电动气缸(12)以及导向斜块(13)，所述电动气缸(12)固定端与万向节(2)固定连接，移动端与导向斜块(13)固定连接，所述滑动斜块(9)与导向斜块(13)滑动连接，所述滑动斜块(9)与导向斜块(13)均为斜楔形，所述滑动斜块(9)的斜面与导向斜块(13)的斜面滑动连接，所述导向斜块(13)的斜面背向万向节(2)，所述导向斜块(13)的斜面与水平面的夹角为θ，所述导向斜块(13)平行于电动气缸(12)的两侧各设置一个限位滑箱(7)，所述限位滑箱(7)内滑动设置有限位滑杆(8)，两个限位滑杆(8)之间固定连接有滑动斜块(9)，所述滑动斜块(9)的上端固定嵌装有压力传感器(10)，压力传感器(10)与承载盒(4)的下端面之间固定连接有第二弹簧(11)，所述压力传感器(10)与电动气缸(12)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述滑动补偿机构数量为八组。

3.根据权利要求1所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述导向斜块(13)的下侧还开设有安装槽(14)，所述电动气缸(12)的移动端通过安装槽(14)与导向斜块(13)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述承载盒(4)为方形。

5.根据权利要求4所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述夹角θ的范围为30°-45°。

6.根据权利要求5所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述承载盒(4)内还滑动设置有内框(5)，所述内框(5)的外侧面与承载盒(4)的内壁阵列固定连接有多个第一弹簧(6)，所述内框(5)的侧面还阵列设置有多个定位机构，所述定位机构包括套筒(15)、螺纹筒(16)、螺杆(17)、夹板(18)、滑筒(19)、滑杆(20)，所述套筒(15)贯穿内框(5)的侧面并与内框(5)固定连接，套筒(15)的内壁通过轴承转动套装有螺纹筒(16)，螺纹筒(16)内螺纹套设有螺杆(17)，套筒(15)的两侧均设置有滑筒(19)，所述滑筒(19)贯穿内框(5)的侧面并与内框(5)固定连接，滑筒(19)内滑动套设有滑杆(20)，所述滑杆(20)的一端与夹板(18)固定连接，螺杆(17)贯穿螺纹筒(16)延伸至内框(5)内与夹板(18)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述内框(5)为方形，所述内框(5)的每一个外侧面与该侧的承载盒(4)的内壁均阵列固定十个第一弹簧(6)。

8.根据权利要求7所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述定位机构数量优选为四个，所述内框(5)的每一侧面均设置一个定位机构。

9.根据权利要求8所述的一种船舶流体性能补偿装置，其特征在于：所述定位机构设置在内框(5)的侧面中部。

10.一种适用于如权利要求9所述的一种船舶流体性能补偿装置的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提出了一种船舶流体性能补偿装置，包括底座，底座上端面由下至上依次固定连接有万向节、支撑座以及承载盒，底座与承载盒之间固定连接有滑动补偿机构，滑动补偿机构包含限位滑箱、限位滑杆、滑动斜块、压力传感器、第二弹簧、电动气缸以及导向斜块，电动气缸与万向节和导向斜块固定连接，滑动斜块的斜面与导向斜块的斜面滑动连接，导向斜块的斜面背向万向节，导向斜块两侧均设置限位滑箱，限位滑箱内滑动设置有限位滑杆，两个限位滑杆之间固定连接有滑动斜块，滑动斜块的上端固定嵌装有压力传感器，压力传感器与承载盒的下端面之间固定连接有第二弹簧。本发明解决了现有的船舶在航行时受水弹性影响较大，影响船载设备正常使用的问题。技术研发人员：陈悦,王明星,谢仪,李成,王荣青,芮鑫,贺淑文,刘宝龙受保护的技术使用者：江苏科技大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10