[发明专利]大角度、高转速的转动机构

说明书

本发明涉及一种大角度、高转速的转动机构，具有一个带有内齿圈的鳍柄，一个用于带动鳍转动的鳍轴，鳍轴具有外齿圈，所述鳍柄与鳍轴之间通过多个具有外齿圈的转动体啮合传动连接；所述转动体通过固定销连接在非收放式减摇鳍装置的支承座上，转动体可绕固定销中心运动，由鳍柄经转动体带动鳍轴围绕中心旋转，从而实现鳍大角度、高转速的转动。本发明结构结构简单、紧凑，其载荷被分配到数量众多的齿上，强度大，承载的能力较为强；通过改传动比，可以使鳍的转角达到±90°；通过改传动比，可以实现转鳍角速度是目前执行机构转鳍角速度2～3倍；所有齿轮始终相互啮合，换挡时无需滑移齿轮，因此摩擦磨损小，寿命较长。

技术领域

本发明涉及一种用于减少船艇横摇运动的设备，特别是一种零航速减摇鳍装置。

背景技术

现有非收放式减摇鳍装置采用鳍柄将直线液压缸与转轴刚性连接，鳍柄与鳍轴之间通过双键固定联接成为一体。转鳍油缸活塞杆与之间通过鳍柄销形成铰链联接。转鳍油缸通过油缸铰轴和关节轴承支承在支承座上，形成铰链联接转鳍时，左右两只转鳍油缸的有杆腔和无杆腔分别进油，分别产生推力和拉力，对鳍柄一推一拉形成力偶，从而带动鳍轴转动，实现转鳍功能。转鳍的速度和方向由液压机组的流量和油液流向确定，但受限于其执行机构均采用曲柄连杆的驱动结构而所能达到的最大转鳍工作角度仅为±40°。

横摇减摇鳍已被用于减少船舶在航行时的横摇为时多年，基本原理是要依赖流过鳍叶的水流，低航速或者零航速时稳定用的升力非常小，甚至在零航速时完全消失，这是横摇减摇鳍的最大的不足。有些船舶选择了既安装减摇鳍也安装减摇水舱，在中高速下使用减摇鳍和减摇水舱联合减摇，低速下使用减摇水舱减摇。虽然这种方法的优点很明显，但是安装两种减摇装置，不但需要分别设计和维护两套系统，而且还占用了大量船舶的内部空间和排水量。

零航速减摇鳍是一种新型的减摇技术，允许鳍应用在船飘流或者抛锚时的情况下减摇。基于伯拉休斯定理可得：零航速鳍流体升力与弦长的3次方成正比；与展长的1次方成正比；与转动角度2次方成正比。但受限于其执行机构均采用曲柄连杆的驱动结构而所能达到的最大转鳍工作角度仅为±40°，不能为零航速减摇鳍装置提供更大的转鳍角度和更快的转鳍速度，不能提供较大升力。为了研发满足船只全航速特别是零航速下的减摇需求，急需一种大角度、高转速的传动机构。

发明内容

为了满足船只全航速特别是零航速下的减摇需求，本发明提出一种大角度、高转速的转动机构，引入简单行星齿轮传动机构的非收放式减摇鳍装置执行机构，通过设定鳍柄内齿圈、行星轮、鳍轴外齿圈的模数和齿数，可获得很大的传动比，实现大角度、高转速的传动。

为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种大角度、高转速的转动机构，具有一个带有内齿圈的鳍柄，一个用于带动鳍转动的鳍轴，鳍轴具有外齿圈，所述鳍柄与鳍轴之间通过多个具有外齿圈的转动体啮合传动连接；所述转动体通过固定销连接在非收放式减摇鳍装置的支承座上，转动体可绕固定销中心运动，由鳍柄经转动体带动鳍轴围绕中心旋转，从而实现鳍大角度、高转速的转动。

进一步，所述转动机构下面装有锁紧机构及限位块，转动机构两侧上部分别设有左右两只转鳍油缸，所述转鳍油缸的活塞杆与鳍柄之间通过鳍柄销形成铰链连接，所述转鳍油缸通过油缸铰轴和关节轴承支承在支承座上，形成铰链连接；两个转鳍油缸连接控制阀组，由控制阀组控制两个转鳍油缸动作。

进一步，所述支承座设有对应转动机构的刻度盘。

进一步，转鳍时，左右两只转鳍油缸的有杆腔和无杆腔分别进油，分别产生推力和拉力，对鳍柄的内齿圈一推一拉形成力偶，鳍柄的内齿圈给转动体外齿圈一个作用力，转动体外齿圈转动给鳍轴外齿圈一个作用力，鳍轴外齿圈反向旋转。

进一步，所述鳍柄的内齿圈与鳍轴的外齿圈的齿数所形成的传动比，可使鳍轴的转角达到±90°，并增速。

本发明的有益效果是：

本发明的传动机构和现有机构相比较：