[发明专利]一种高效船舶操舵方法

说明书

一种高效船舶操舵方法，其先在起动器与电源之间设置变频器，再根据预定的转舵机构的转舵速度的要求，经变频器调整电源流向起动器的输出频率，以调整电机的转速，然后由电机调整液压泵的转速，再由液压泵调整转舵机构的转舵速度，以实现预定的转舵机构的转舵速度，然后由转舵机构调整舵叶的方向，以对船舶的航行方向进行调整；所述变频器所调整的输出频率与转舵机构的转舵速度相对应，转舵机构的转舵速度以航速为参照对象，航速分为依次减小的高、中、低三档，高、中、低三档所对应的转舵速度却依次增加。本设计不仅低航速下转舵效率高，而且应用范围较广，尤其适合于狭窄水域、限速航道。

技术领域

本发明涉及一种船舵操作方法，尤其涉及一种高效船舶操舵方法，具体适用于在低航速下，提高转舵效率。

背景技术

船舶舵机(转舵机构)是用来保持或改变船舶航行方向的关键设备。船舶舵机是通过控制船尾的舵叶的方向的改变来实现船舶航行方向的改变。当舵叶转动时，舵叶与船舶的航行方向存在一定的夹角，此时水流作用在舵叶上的力可以分解为一个垂直于船体的作用力与一个平行于船体的作用力，其中，垂直于船体的作用力使船体绕重心旋转，以形成转船力矩，从而达到改变航向的目的，而平行于船体的作用力则对船舶的航行具有一定的阻碍作用，所以，在操舵的过程中，船舶会存在一定的减速过程。

现有技术中，一般的舵机的转舵速度是“当船舶在结构吃水最大服务航速下操舵，从一舷35°至另一舷30°操舵时间，一套泵组工作时，不大于28秒”而在实际的产品设计中，绝大多数厂家生产的船舶舵机产品的转舵速度为65°/25s左右，并且，速度基本恒定，不会随外部环境的变化而改变。

但是在实际的航行过程中，船舶的航速除了在宽阔水域进行的经济航速航行之外，还存在很多低于经济航速的航行，如在狭窄水域或限速航道，如长江江苏段，对船舶的航速有明确的规定：“在一类水域，逆航不得超过8节，顺流航速不得超过11节，在二类水域，逆航不得超过9节，顺流航速不得超过12节，在其它水域，每年5月1日至10月31日，逆航不得超过12节，顺流航速不得超过15节，其它月份逆航不得超过12节，顺流航速不得超过13节”。当船舶低于经济航速航行时，由于其上舵机的转舵速度依然恒定，没有变化，此时，航速越低，舵叶上产生的转船力矩就越小，相应的改变航向方向所需的时间就越长，再加之上文提到的转动舵角原本就会带来减速效果，导致航速进一步下降，转船力矩进一步减小，降低了转舵效率，严重影响船舶的操作性能，还增加转舵的能耗。

申请公布号为CN105947165A，申请公布日为2016年9月21日的发明专利申请公开了一种船舶舵机系统及船舶舵机系统的操舵控制方法，该设计包括控制器、电机驱动器、伺服电机、与所述伺服电机的输出轴同轴设置的制动器、减速器、齿轮传动机构、舵叶、舵叶位置编码器，采用舵叶位置编码器实时检测舵叶的舵角及舵速，并采用控制器及电机驱动器进行精确控制，采用伺服电机通过减速器及齿轮传动机构提供动力，此外制动器可以实现快速有效的制动。虽然该设计通过采用全电力驱动方式代替传统的电液伺服驱动方式，以提高船舶舵机系统的精度，但其仍旧存在以下缺陷：

该设计所公开的只是一种依赖舵叶位置编码器所反馈的舵叶的舵角、舵速，以对转舵机构进行驱动的反馈式转舵方法，其目的只是为了确保舵叶转动角度的精确，并不涉及转舵速度的快慢，更不涉及不同航速下转舵速度的效率，依然难以满足现有技术中存在的低航速下转舵效率低的缺陷。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的低航速下转舵效率低的缺陷与问题，提供一种低航速下转舵效率高的高效船舶操舵方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种高效船舶操舵方法，所述船舶操舵方法包括以下步骤：