一种摆臂式船舶减摇鳍/翼鳍传动仿真装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种船舶减摇鳍的仿真装置，尤其涉及一种摆臂式船舶减摇鳍/翼鳍传动仿真装置。
【背景技术】
[0002]船舶运动控制一直是国家性重点课题。船舶运动控制仿真系统可分三类，即单机仿真、双机仿真和物理仿真。物理仿真则是利用船舶模型代替实船进行船舶运动的各种控制实验，比如横摇控制、自动操舵仪等对船舶姿态信息的影响。船舶运动半物理仿真系统采用实物与数学模型相结合的仿真方式，可以大大节省人力物力是时间、且真实地复现船舶运动姿态。
[0003]传动装置通常有导杆式、滑槽式、铰链式和摆杆式等多种形式，且传统的仿真装置体积大，不宜观察减摇鳍/翼鳍的运动特性，本实用新型体积小且可以复现船舶运动时船上减摇鳍/翼鳍的实时运动特性，方便进一步学习与研究。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是为了提供一种提供一个精确模拟船舶航行时减摇鳍及翼鳍运行状况的摆臂式船舶减摇鳍/翼鳍传动仿真装置。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:包括减摇鳍和翼鳍，还包括安装在船模上的鳍直线步进电机、通过鳍电机连接头与鳍直线步进电机的输出轴连接的联结杆、与联结杆端部铰接鳍摆臂和安装在鳍摆臂端部的主鳍轴，所述减摇鳍安装在主鳍轴端部，所述联结杆的中间位置固定安装有电机固定板，电机固定板上安装有翼鳍直线步进电机，翼鳍直线步进电机的电机轴通过翼鳍电机连接头与连杆板的一端连接，连杆板的另一端与翼鳍摆臂的一端铰接，翼鳍摆臂的另一端与套在主鳍轴上的联动摆臂方轴套固定连接，联动摆臂方轴套的外部固定安装有联动摆臂圆轴套，联动摆臂圆轴套上设置有联动摆臂，所述翼鳍通过翼鳍轴安装在减摇鳍的端部，翼鳍轴上安装有从动摆臂，从动摆臂的端部设置有凹槽，所述联动摆臂的端部设置有与凹槽配合的柱体，从动摆臂与联动摆臂通过凹槽和柱体的形配合实现连接，所述联动摆臂圆轴套外部还设置有固定座，所述固定座安装在船模的左舷或右舷处。
[0006]本实用新型还包括这样一些结构特征:
[0007]1.所述联动摆臂方轴套、联动摆臂圆轴套、联动摆臂是一体的。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型使用联接杆、连杆体、摆臂和摆臂实现减摇鳍和翼鳍的往复运动，可以根据船体结构合理调整避免结构冲撞，提高运动的灵活性；本实用新型采用步进电机即保证控制精度又大大降低了经费。本实用新型能实现减摇鳍鳍、翼鳍的单独控制，此外本实用新型体积小、结构简单、成本低且易于实现，可装于长度70cm的船模之内，可作为试验装置批量生产向研究学习者演示船舶运动时的减摇鳍/翼鳍运动特性。本实用新型的使用非常简单，可以将本实用新型对称设置在船体的左舷和右舷，实现真实的模拟仿真
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图一(主视方向)；
[0010]图2是本实用新型的结构示意图二(侧视方向)；
[0011]图3是图1中B部分的具体结构示意图；
[0012]图4是图1的另一角度的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0014]结合图1至图4，本实用新型包括鳍直线步进电机1、电机轴2、鳍电机连接头3、联接杆4、电机固定板5、翼鳍直线步进电机6、翼鳍电机连接头7、连杆板8、鳍摆臂9、翼鳍摆臂10、固定座11、联动摆臂12、从动摆臂13、主减摇鳍14、翼鳍15、主鳍轴16、翼鳍轴17、联动摆臂方轴套18、联动摆臂圆轴套19。
[0015]主鳍电机和翼鳍电机通过螺丝分别将电机连接头固定在电机轴上，电机连接头分别与联接杆、连杆板相连，联接杆和连杆板分别与鳍摆臂和翼鳍摆臂相连，鳍摆臂与主鳍轴固定相连，主鳍轴外套有联动摆臂方轴套，主鳍轴和联动摆臂运动非同步，联动摆臂圆轴套外套有固定座；鳍摆臂带动主鳍轴从而带动主鳍往复运动；翼鳍摆臂与联动摆臂方轴套固定相连，联动摆臂通过从动摆臂实现以翼鳍轴为中心的旋转运动。
[0016]本实用新型包括电机固定板5，其用来固定翼鳍直线步进电机6，鳍直线步进电机1的电机轴2通过螺丝与电机连接头3固定相连，电机连接头另一侧与联接杆4相连，联接杆4另一侧末端与鳍摆臂9相铰接，摆臂9与主鳍轴16固定相连，鳍摆臂9与联接杆4相连一侧的往复运动带动主鳍轴16的旋转运动，进而带动减摇鳍的转动；翼鳍直线步进电机2通过螺丝固定连接翼鳍电机连接头7和电机轴，翼鳍电机连接头7的另一端与连杆板8固定相连，连杆板8另一侧与翼鳍摆臂10相铰接，翼鳍摆臂10与联动摆臂方轴套18固定相连，联动摆臂12通过与从动摆臂13的摆动实现以翼鳍轴17为中心的旋转运动从而带动翼鳍的转动。
[0017]本实用新型还可以包括这样一些结构特征:
[0018]1、鳍直线步进电机1的电机轴2通过鳍电机连接头3与联接杆4固定相连；联接杆4另一侧末端与鳍摆臂9相铰接，联接杆4和鳍摆臂9可以以连接点为轴心小角度运动；翼鳍直线步进电机6通过翼鳍电机连接头7与连杆板8固定相连，连杆板8的另一侧与翼鳍摆臂10相铰接，连杆板8和翼鳍摆臂10可以以连接点为轴心小角度运动。
[0019]2、主鳍轴16上端与鳍摆臂9固定连接，主鳍轴16下端与减摇鳍14固定连接，主鳍轴16中端则套有联动摆臂方轴套18，联动摆臂方轴套18和联动摆臂圆轴套19固定连接，联动摆臂圆轴套19外套有固定座11。
[0020]3、翼鳍摆臂10与联动摆臂12上方的联动摆臂方轴套18固定相连，联动摆臂与从动摆臂13可转动连接，从动摆臂14另一侧末端与翼鳍轴17固定连接，翼鳍轴17与翼鳍15固定连接。
[0021]4、翼鳍直线步进电机6固定在联接杆4上。
[0022]5、减摇鳍成对称在分别放置在船舶左舷和右舷，翼鳍类似，这里仅对一侧减摇鳍和翼鳍进行说明。
[0023]本实用新型的主要动作过程及原理如下:
[0024]同时启动各电机，可复现减摇鳍和翼鳍的实时运动。鳍直线步进电机1的电机轴2通过鳍电机连接头3拉动联接杆4往复运动，联接杆4另一侧末端与鳍摆臂9相铰接，联接杆4往复运动拉动鳍摆臂动作使鳍摆臂9以主鳍轴16为轴心旋转运动，由于减摇鳍14固定在主鳍轴16上，因此主鳍轴16的旋转运动可实现减摇鳍的运动；翼鳍直线步进电机6的电机轴则经过翼鳍电机连接头7与连杆板8固定连接，继而拉动翼鳍摆臂10动作，主鳍轴14上套有联动摆臂方轴套18，因此鳍摆臂10的动作带动联动摆臂12绕主鳍轴旋转运动，联动摆臂12的旋转运动经与其可转动连接的从动摆臂11使翼鳍轴旋转从而带动翼鳍15的运动。
[0025]本实用新型包括电机固定板5和固定座11的架体与船模联接部分。电机固定板5将翼鳍直线步进电机6固定在船模上，固定座11为船模内和船模外的固定点，将减摇鳍14和翼鳍16延伸至船模外。翼鳍电机固定在电机固定板上，并由螺丝将其固定安装在联结杆上，实现在翼鳍电机停止无动作时翼鳍能随减摇鳍同步运动。
[0026]翼鳍摆臂10与联动摆臂12上方的联动摆臂方轴套18固定相连，联动摆臂与从动摆臂13转动配合实现连接，从动摆臂14另一侧末端与翼鳍轴17固定连接，翼鳍轴17与翼鳍15固定连接。可以将本实用新型对称设置在船体的左舷和右舷，进行真实的模拟仿真实验。
【主权项】
1.一种摆臂式船舶减摇鳍/翼鳍传动仿真装置，包括减摇鳍和翼鳍，其特征在于:还包括安装在船模上的鳍直线步进电机、通过鳍电机连接头与鳍直线步进电机的输出轴连接的联结杆、与联结杆端部铰接鳍摆臂和安装在鳍摆臂端部的主鳍轴，所述减摇鳍安装在主鳍轴端部，所述联结杆的中间位置固定安装有电机固定板，电机固定板上安装有翼鳍直线步进电机，翼鳍直线步进电机的电机轴通过翼鳍电机连接头与连杆板的一端连接，连杆板的另一端与翼鳍摆臂的一端铰接，翼鳍摆臂的另一端与套在主鳍轴上的联动摆臂方轴套固定连接，联动摆臂方轴套的外部固定安装有联动摆臂圆轴套，联动摆臂圆轴套上设置有联动摆臂，所述翼鳍通过翼鳍轴安装在减摇鳍的端部，翼鳍轴上安装有从动摆臂，从动摆臂的端部设置有凹槽，所述联动摆臂的端部设置有与凹槽配合的柱体，从动摆臂与联动摆臂通过凹槽和柱体的形配合实现连接，所述联动摆臂圆轴套外部还设置有固定座，所述固定座安装在船模的左舷或右舷处。2.根据权利要求1所述的一种摆臂式船舶减摇鳍/翼鳍传动仿真装置，其特征在于:所述联动摆臂方轴套、联动摆臂圆轴套、联动摆臂是一体的。
【专利摘要】本实用新型提供的是一种摆臂式船舶减摇鳍/翼鳍传动仿真装置，包括直线步进电机、直线电机固定板、联接杆、鳍摆壁、翼鳍摆臂、连杆板、固定座、联动摆臂、从动摆臂、主鳍、翼鳍、主鳍轴、翼鳍轴等部件。本实用新型实现船舶航行时减摇鳍和翼鳍的仿真运动，此外本实用新型使用步进电机作为伺服机构，从而大大改善其仿真精度。本实用新型能实现减摇鳍和翼鳍的单独控制，此外还具有能耗低、结构简单、成本低、易于实现、可靠性高和提高了船舶航行姿态可视化便于进一步学习和研究的优点。
【IPC分类】B63H23/06, G09B9/06, B63H1/36
【公开号】CN204998735
【申请号】CN201520741275
【发明人】李冰, 刘文帅, 姚震, 雷明珠, 古国良, 陈美远, 何超
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月23日