[发明专利]自动减摇器

说明书

自动减摇器是一种利用重力巧妙实现减轻甚至抑制摇晃的装置。主要由扭矩器、垂体、支架及外壳组成，垂体提供重力。在受到摇晃摆动时，悬挂垂体的悬索和扭矩器缠绕接触，产生反向扭矩从而实现减摇。它的原理新颖独到，无与伦比，减摇迅速敏捷，凡有摇晃困扰的地方都可以使用自动减摇器。

一、技术领域：

自动减摇器所属技术领域为机械制造领域，与船舶制造密切相关。

二、背景技术：

千百年来，船舶减摇问题没有得到有效的解决。从目前常用的技术看，主要有舭龙骨、减摇水舱、减摇鳍等几种。它们的特点如下：

舭龙骨是在船长方向安装在船的舭部的板状构件，在横摇时扰动船体周围的流场，使船产生附加阻尼，从而达到减摇目的。实际属于船体造型问题，它在近似共振的状态下减摇效果最为明显。

减摇鳍是目前使有最多的、效果良好的减摇装置。其原理是船舶在航行中，使两鳍向相反方向偏转而且有相反的冲角时，水流在两鳍片上产生一对反向的升力，形成减摇力矩，从而实现减摇。

被动式减摇水舱依据“双共振减摇原理”设计，将靠近船舯部两舷的水舱在底部用管道连接起来，舱内注入适量的水，利用船本身的横摇运动而引起舱内水的物理运动产生稳定力矩。通过对水舱的固有频率设计，让其等于船横摇时的固有频率，当波浪扰动力矩频率也等于船横摇的固有频率时，水舱里的水的运动就滞后波浪扰动180°，这样水舱里的水的重量引起的稳定力矩方向恰好与波浪扰动力矩方向相反，从而使共振区横摇减小。

以上减摇方式中最常用且成功的主动减摇装置是减摇鳍，而减摇鳍的操作控制是一件要求很高的工作。能否有一种自动减摇装置实现：只要发生摇晃立即工作实现减摇呢？答案是肯定的，那就是在船上安装下面这种自动减摇器。

三、发明内容：

(一)、解决的技术问题：

本发明试图解决的是：只要船舶发生摇晃立即自动减摇，让船舶航行非常平稳舒适，大幅提高船舶抗风浪的能力。

(二)、技术方案：包括以下两方面

1、原理：参见附图第一页图1所示。

这是一个固定在船上的圆筒断面，圆心为O，命名为扭矩器；设在圆筒表面A、B两点悬挂一重物W，命名为垂体，垂体上的悬挂点为D、E。当风浪中航行的船舶发生θ的偏转角逆时针偏转时，A点往下转，悬挂长度不变；B点往上转，悬挂索缠绕在圆筒上，与圆筒相切于C点，悬挂长度缩短，；E点升高，垂体在重力作用下偏转，重心从未偏转时的M₁位置偏移到M₂位置，重力方向从圆筒中心O偏移到F点，偏心距OF符合几何和力学原理是一个定值(显然，若扭矩器用椭圆断面且竖轴大于横轴则偏心距会更大些。)。这样垂体在重力作用下产生的恢复力矩是一个顺时针的，大小为垂体与偏心距之积W*OF。显然θ越大，偏心距越大，恢复力矩也越大。

当发生顺时针的摇晃时，与前述相反，垂体产生逆时针的恢复力矩。这就是自动减摇器的工作原理。

因此，那怕船舶产生很小的摇晃，只要有一丝偏心距，减摇器都会在重力作用下产生恢复力矩自动纠正过。摇晃越大，则偏心距越大，恢复力矩也越大。

2、应用：

(1)、上述为左右单向摇晃的单向自动减摇器，在生产上，圆筒也可以做成半圆筒，即只取圆筒的下半圆为扭矩器，这样的单向自动减摇器如附图第一页图2所示。

同理，若把圆筒(或半圆筒)换成球体(或半球体)，将得到全向自动减摇器，如附图第一页图3所示。

综合起来，自动减摇器由扭矩器、垂体、悬索、锁紧装置、支撑及外壳等组成，锁紧装置用于船舶静置或装载等不需要控制摇晃的环境，把垂体固定不动。船舶在风浪环境需要防摇晃时松开锁紧装置，自动减摇器开始工作实现减摇。支撑及外壳把其它部分包装起来成为一个整体，安装在有需求的地方。