一种装配式新能源电动水上作业船及装配方法与流程

本发明涉及电动船舶技术领域，具体为一种装配式新能源电动水上作业船及装配方法。

背景技术：

对于近海岸工程巡航作业的相关船舶而言，长期存在着适航能力差、能耗及经济性损失高，以及单（或双）舵机构难以适应湍急的水流或针对特殊情况需要进行大倾角穿插的需求，并且运用的船只越多且水上作业安全风险大的情况下，企业需要增加风险管控的成本投入就越多，由此进一步加大了项目施工的经济负担。

为此，提出一种装配式新能源电动水上作业船及装配方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种装配式新能源电动水上作业船及装配方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种装配式新能源电动水上作业船，包括龙骨机构，所述龙骨机构的外表面安装有双体船体，所述双体船体的上表面焊接有舰桥，所述舰桥的前表面焊接有置物架，所述置物架的上表面安装有太阳能电板，所述双体船体的内侧均匀安装有蓄电池，所述太阳能电板的电性输出端与所述蓄电池的电性输入端电性连接，所述双体船体的内侧安装有液压泵，所述双体船体的内侧壁后部安装有矢量驱动机构；

所述矢量驱动机构包括两个船舶电机、两个传动轴、两个连接法兰、两个密封套杆、两个螺旋桨、两个连接块、两个第一液压油缸、两个三角支撑块、两个第一连轴块和两个第二液压油缸，所述船舶电机的输出轴通过一个万向联轴器机构与所述传动轴的外表面固定连接，所述连接法兰的后表面通过螺栓与所述双体船体的后部下侧螺纹连接，所述传动轴的外表面与所述连接法兰的内侧壁通过轴承转动连接，所述密封套杆的内侧壁与所述传动轴的外表面通过轴承转动连接，所述传动轴的外表面与所述螺旋桨的内侧壁焊接，所述密封套杆的外表面与所述连接块的外表面焊接，所述连接块的外表面通过另一个所述万向联轴器机构与所述第一液压油缸的活塞杆固定连接，所述连接块的外表面与所述三角支撑块的外表面焊接，所述三角支撑块的上表面与下表面通过销轴与所述第一连轴块的内侧壁铰接，所述第一连轴块的前表面与所述第二液压油缸的活塞杆焊接，所述第二液压油缸与所述第一液压油缸的驱动端均与所述液压泵的出水口连通。

作为本技术方案的进一步优选的：所述龙骨机构包括若干个旁龙骨板、若干个龙筋骨板、若干个舭龙骨和若干个舰艏骨，所述旁龙骨板的外表面与所述龙筋骨板的外表面通过铆钉铆接，所述龙筋骨板的外表面与所述舭龙骨的外表面通过铆钉铆接，所述舭龙骨的外表面通与所述舰艏骨的外表面通过铆钉铆接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述双体船体的下表面焊接有稳定鳍。

作为本技术方案的进一步优选的：所述矢量驱动机构还包括两个第一橡胶套筒，所述密封套杆的外表面与所述第一橡胶套筒的外表面粘接，所述第一橡胶套筒的外表面与所述连接法兰的外表面粘接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述连接块的外表面通过销轴铰接有第二连轴块，两个所述第二连轴块的内侧壁通过轴承铰接有连辊。

作为本技术方案的进一步优选的：所述万向联轴器机构包括第一连轴筒、第二连轴筒、换向球和第二橡胶套筒，所述第一连轴筒的外表面与所述第二橡胶套筒的外表面粘接，所述第二橡胶套筒的外表面与所述第二连轴筒的外表面粘接，所述换向球的外表面均与所述第一连轴筒和所述第二连轴筒的内侧壁相适配，所述换向球的外表面通过两个轴承均与所述第一连轴筒和所述第二连轴筒的外表面转动连接。

另外本发明还提供一种装配式新能源电动水上作业船的装配方法，具体包括以下步骤：

s1、首先将龙骨机构内的旁龙骨板、龙筋骨板、舭龙骨和舰艏骨进行铆接，船体成型后按照放样线规划与焊接外部钢板，组成双体船体，并在双体船体的底部焊接一条稳定鳍；

s2、随后将双体船体的船坞注水，双体船体开始吃水，进入船舶舾装作业，期间将舰桥及其置物架以及其所搭载的太阳能电板分别安装于双体船体之上，装配船舶必要电子装置后，在双体船体的内侧船舱安装多个蓄电池以及液压泵，并将蓄电池与太阳能电板之间的电路连通；

s3、随后开始安装矢量驱动机构，其中两个船舶电机设置于双体船体的船舱尾部，而连接法兰则安置于船体尾部的外侧，并安装密封套杆，将两个万向联轴器机构接通船舶电机的输出轴与传动轴，另两个万向联轴器机构接通密封套杆的连接块及第一液压油缸的活塞杆，同时将第二液压油缸的活塞杆通过第一连轴块与三角支撑块互相连接，然后将两个连接块之间安装上连辊。

作为本技术方案的进一步优选的：在所述s3中，将两个连接块之间通过两个第二连轴块安装上连辊。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、利用矢量驱动机构之间的相关机构形成机械联动配合，在连辊及第二连轴块将整体机构形成一个铰链四杆机构并施加虚约束的同时，实现两组螺旋桨可以在双体船体水线以下的尾部空间的任意角度进行旋转，以及在双体船体水线以下的尾部空间的任意间距进行调节，实现两组矢量驱动，从而在实际情况下可以针对不同的海况及巡查机动需求，进行快速的自适应变化与调节，并且不需要传统的船舵装置依然可以完成小角度转向需求；

二、利用龙骨机构所配合的双体船体，可以使得整体装置的水上耐波性更优于传统船舶，并且保证了航行时具有较小的兴波阻力，并且相较于同吨位的单体船，本发明所采用的双体船体的总宽度更大，因而具有更大的甲板面积和舱室面积，尤其适合装载低密度货物或搭载更多成员，满足实际情况下的使用效果；

三、结合现代新能源设计理念，本装置依靠太阳能电板进行光电转换并储存于船舶电机，由电力驱动矢量驱动机构进行运转，不仅节能环保且充分利用了自然资源。

附图说明

图1为本发明的一视角立体结构示意图；

图2为本发明的另一视角立体结构示意图；

图3为本发明的龙骨机构一视角立体结构示意图；

图4为本发明的龙骨机构另一视角立体结构示意图；

图5为本发明的双体船体立体结构示意图；

图6为本发明的双体船体仰视视角立体结构示意图；

图7为本发明的矢量驱动机构一视角立体结构示意图；

图8为本发明的矢量驱动机构另一视角立体结构示意图；

图9为本发明的图8的a区放大视角立体结构示意图；

图10为本发明的万向联轴器机构剖视视角立体结构示意图。

图中：1、龙骨机构；101、旁龙骨板；102、龙筋骨板；103、舭龙骨；104、舰艏骨；2、双体船体；201、稳定鳍；3、舰桥；301、置物架；4、太阳能电板；5、蓄电池；6、液压泵；7、矢量驱动机构；701、船舶电机；702、传动轴；703、连接法兰；704、密封套杆；7041、第一橡胶套筒；705、螺旋桨；706、连接块；707、第一液压油缸；708、三角支撑块；709、第一连轴块；710、第二液压油缸；711、第二连轴块；712、连辊；8、万向联轴器机构；801、第一连轴筒；802、第二连轴筒；803、换向球；804、第二橡胶套筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种装配式新能源电动水上作业船，包括龙骨机构1，龙骨机构1的外表面安装有双体船体2，双体船体2的上表面焊接有舰桥3，舰桥3的前表面焊接有置物架301，置物架301的上表面安装有太阳能电板4，双体船体2的内侧均匀安装有蓄电池5，太阳能电板4的电性输出端与蓄电池5的电性输入端电性连接，双体船体2的内侧安装有液压泵6，双体船体2的内侧壁后部安装有矢量驱动机构7；

矢量驱动机构7包括两个船舶电机701、两个传动轴702、两个连接法兰703、两个密封套杆704、两个螺旋桨705、两个连接块706、两个第一液压油缸707、两个三角支撑块708、两个第一连轴块709和两个第二液压油缸710，船舶电机701的输出轴通过一个万向联轴器机构8与传动轴702的外表面固定连接，连接法兰703的后表面通过螺栓与双体船体2的后部下侧螺纹连接，传动轴702的外表面与连接法兰703的内侧壁通过轴承转动连接，密封套杆704的内侧壁与传动轴702的外表面通过轴承转动连接，传动轴702的外表面与螺旋桨705的内侧壁焊接，密封套杆704的外表面与连接块706的外表面焊接，连接块706的外表面通过另一个万向联轴器机构8与第一液压油缸707的活塞杆固定连接，连接块706的外表面与三角支撑块708的外表面焊接，三角支撑块708的上表面与下表面通过销轴与第一连轴块709的内侧壁铰接，第一连轴块709的前表面与第二液压油缸710的活塞杆焊接，第二液压油缸710与第一液压油缸707的驱动端均与液压泵6的出水口连通。

本实施例中，具体的：龙骨机构1包括若干个旁龙骨板101、若干个龙筋骨板102、若干个舭龙骨103和若干个舰艏骨104，旁龙骨板101的外表面与龙筋骨板102的外表面通过铆钉铆接，龙筋骨板102的外表面与舭龙骨103的外表面通过铆钉铆接，舭龙骨103的外表面通与舰艏骨104的外表面通过铆钉铆接；龙骨机构1是本发明小型船舶的承重结构，它承受船体的纵向弯曲力矩，保证船舶结构强度，并且负责扩大船的侧面面积，提高了船在水中的并联压力的承载能力。

本实施例中，具体的：双体船体2的下表面焊接有稳定鳍201；稳定鳍201负责为双体船体2的底部水流进行缓冲调节，辅助减小双体船体2的兴波阻力。

本实施例中，具体的：矢量驱动机构7还包括两个第一橡胶套筒7041，密封套杆704的外表面与第一橡胶套筒7041的外表面粘接，第一橡胶套筒7041的外表面与连接法兰703的外表面粘接；第一橡胶套筒7041负责将密封套杆704与传动轴702隔绝于海水，避免海水灌入船舶电机701造成短路。

本实施例中，具体的：连接块706的外表面通过销轴铰接有第二连轴块711，两个第二连轴块711的内侧壁通过轴承铰接有连辊712；连辊712将两个第二连轴块711相较于矢量驱动机构7中的密封套杆704形成一个铰链四杆机构，并施加一个虚约束，当矢量驱动机构7进行位置与角度的调节时，连辊712均会为矢量驱动机构7提供辅助支撑力与抗压能力，从而提高机构运行的稳定性。

本实施例中，具体的：万向联轴器机构8包括第一连轴筒801、第二连轴筒802、换向球803和第二橡胶套筒804，第一连轴筒801的外表面与第二橡胶套筒804的外表面粘接，第二橡胶套筒804的外表面与第二连轴筒802的外表面粘接，换向球803的外表面均与第一连轴筒801和第二连轴筒802的内侧壁相适配，换向球803的外表面通过两个轴承均与第一连轴筒801和第二连轴筒802的外表面转动连接；万向联轴器机构8中，第一连轴筒801或第二连轴筒802及其所连接的相关结构无论是以何等角度进行变化，二者之间均会依靠与换向球803的滚动摩擦以及销轴的转动连接实现自适应变化，从而不影响正常的旋转传动。

另外本发明还提供一种装配式新能源电动水上作业船的装配方法，具体包括以下步骤：

s1、首先将龙骨机构1内的旁龙骨板101、龙筋骨板102、舭龙骨103和舰艏骨104进行铆接，船体成型后按照放样线规划与焊接外部钢板，组成双体船体2，并在双体船体2的底部焊接一条稳定鳍201；

s2、随后将双体船体2的船坞注水，双体船体2开始吃水，进入船舶舾装作业，期间将舰桥3及其置物架301以及其所搭载的太阳能电板4分别安装于双体船体2之上，装配船舶必要电子装置后，在双体船体2的内侧船舱安装多个蓄电池5以及液压泵6，并将蓄电池5与太阳能电板4之间的电路连通；

s3、随后开始安装矢量驱动机构7，其中两个船舶电机701设置于双体船体2的船舱尾部，而连接法兰703则安置于船体尾部的外侧，并安装密封套杆704，将两个万向联轴器机构8接通船舶电机701的输出轴与传动轴702，另两个万向联轴器机构8接通密封套杆704的连接块706及第一液压油缸707的活塞杆，同时将第二液压油缸710的活塞杆通过第一连轴块709与三角支撑块708互相连接，然后将两个连接块706之间安装上连辊712。

本实施例中，具体的：在s3中，将两个连接块706之间通过两个第二连轴块711安装上连辊712。

本实施例中，具体的：太阳能电板4的具体型号为csw-sm25wp12；液压泵6的具体型号为fq001；船舶电机701的具体型号为6126izlcd250kw；第一液压油缸707与第二液压油缸710的具体型号为yg-1。

工作原理或者结构原理：日常使用时，通过外接充电器或依靠太阳能电板4为蓄电池5进行蓄电，而蓄电池5负责提供动力来源，驱动矢量驱动机构7为整体装置进行位移需求；

当遇到不同湍急程度的海波情况，或是遇到不同的巡航需求时，通过控制矢量驱动机构7中的两组第一液压油缸707配合两组万向联轴器机构8对密封套杆704及传动轴702进行角度调节，实现两组螺旋桨705的不同水平面倾斜角度调节，同时还可以依靠调节第二液压油缸710的活塞杆进给配合三角支撑块708及连接块706，控制两组螺旋桨705的不同铅垂面角度调节，从而实现两组螺旋桨705可以在双体船体2的水线以下的尾部空间的任意角度进行旋转，以及在双体船体2水线以下的尾部空间的任意间距进行调节，实现两组矢量驱动，从而在实际情况下可以针对不同的海况及巡查机动需求，进行快速的自适应变化与调节，当水流湍急时，可以选择小角度倾斜切入角减小螺旋桨705相较于水面的压力角，从而适应湍急的水流，并且不需要传统的船舵装置依然可以完成小角度转向需求；

而在万向联轴器机构8中，第一连轴筒801或第二连轴筒802及其所连接的相关结构无论是以何等角度进行变化，二者之间均会依靠与换向球803的滚动摩擦以及销轴的转动连接实现自适应变化，从而不影响正常的旋转传动；

利用龙骨机构1所配合的双体船体2，可以使得整体装置的水上耐波性更优于传统船舶，并且保证了航行时具有较小的兴波阻力，并且相较于同吨位的单体船，本发明所采用的双体船体2的总宽度更大，因而具有更大的甲板面积和舱室面积，尤其适合装载低密度货物或搭载更多成员，满足实际情况下的使用效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。