一种减摇陀螺的制作方法

本实用新型涉及船舶减摇技术领域，尤其涉及一种减摇陀螺。

背景技术：

减摇陀螺具有减摇效果不受航速影响，结构紧凑，占用空间较小，减摇效果较好等优点，因此越来越广泛地应用于船舶减摇领域。

减摇陀螺内部安装有重型飞轮，高速旋转的飞轮具有动量矩和陀螺的进动物理效应。船体的摇摆运动使旋转中的飞轮产生进动力矩，推动飞轮和飞轮框架一起进动，同时，旋转中的飞轮在进动时产生减摇力矩，减摇力矩通过飞轮框架和基座传递到船体上，抵抗船体摇摆。

大多数减摇陀螺的进动角范围在-90°～+90°之间。随着船只摇摆，会推动飞轮及飞轮框架往复进动。如超出进动角范围，会导致减摇陀螺的减摇能力减小或故障。因此，减摇陀螺一般包括扭矩施加装置，扭矩施加装置用于限制飞轮的进动角速度，同时在行程末段进行限位，以防止飞轮超出进动角范围。

由于风浪具有随机性，船的摇摆也是随机的，因此飞轮的进动动力也具有随机性，当船只突发剧烈摇摆，由于减摇陀螺控制系统的滞后性，扭矩施加装置失调，容易造成飞轮进动的猛烈冲击，存在扭矩施加装置损坏，轴承支承系统损坏，飞轮及飞轮框架超出进动角范围，进动失控等风险。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种减摇陀螺，该减摇陀螺能够降低减摇陀螺的进动冲击，提高减摇陀螺的运行可靠性，增加减摇陀螺的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种减摇陀螺，包括基座、与所述基座转动连接的飞轮框架及与所述飞轮框架转动连接的飞轮，其特征在于，还包括缓冲装置，所述缓冲装置包括缓冲器和冲击头，所述缓冲器包括壳体、导杆和弹性元件，所述壳体上开设有安装孔，所述弹性元件设置在所述安装孔内，所述导杆的一端插入所述安装孔内；

所述缓冲器设置在进动行程的末端，其壳体与所述基座固定连接，所述冲击头与所述飞轮框架固定连接，所述冲击头在随所述飞轮框架进动至行程末段时可以碰撞到所述导杆的另一端，并使所述导杆沿所述安装孔滑动同时压缩所述弹性元件。

作为一种减摇陀螺的可选技术方案，在所述进动行程的两个末端分别设置有至少一个所述缓冲器。

作为一种减摇陀螺的可选技术方案，所述冲击头的数量为一个或多个。

作为一种减摇陀螺的可选技术方案，所述减摇陀螺安装在船上，所述基座与船体固定连接，所述减摇陀螺用于抑制所述船的摇摆运动。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的减摇陀螺，因增加了缓冲装置，对减摇陀螺的轴承系统以及扭矩施加装置起到了较好的缓冲保护作用，相比仅靠扭矩施加装置末段限位，提高了减摇陀螺的安全性；且缓冲装置结构简单，失效后方便更换，继而有效降低了该减摇陀螺的维护成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的减摇陀螺的轴测图；

图2是图1的半剖视图；

图3是本实用新型实施例提供的缓冲装置的结构示意图。

图中标记如下：

1-飞轮；2-飞轮框架；3-驱动电机；31-电机转子；32-电机定子；

4-扭矩施加装置；5-基座；6-缓冲装置；61-冲击头；62-缓冲器；621-弹性元件；622-导杆；623-壳体；7-第一轴承；8-第二轴承；9-进动轴；

x-飞轮进动轴线；y-船的摇摆轴线；z-飞轮自转轴线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1为本实用新型实施例提供的减摇陀螺的结构示意图，如图1所示，本实施例提供了一种减摇陀螺，其基座与船体固定连接，用于减船的横摇，提高船的稳定性和舒适性。

具体地，本实施例提供的减摇陀螺包括飞轮1、飞轮框架2、基座5、驱动电机3、缓冲装置6及扭矩施加装置4。飞轮1与飞轮框架2通过第一轴承7转动连接，以使飞轮框架2对飞轮1形成转动支撑；驱动电机3为无框电机，其电机定子32与飞轮框架2固定连接，电机转子31与飞轮1固定连接，驱动电机3可以驱动飞轮1相对飞轮框架2绕自转轴线z高速旋转；飞轮框架2与基座5通过进动轴9和第二轴承8转动连接，以使船绕轴线y横摇时，高速旋转的飞轮1产生进动力矩，带动飞轮1与飞轮框架2相对基座5绕进动轴线x转动；扭矩施加装置4用于向飞轮框架2施加制动力矩，限制飞轮1的进动角度及角速度；在飞轮框架2的进动行程末段，缓冲装置6对其进行缓冲限位，保障扭矩施加装置和飞轮1的正常运行。

在本实施例中，优选地，驱动电机3为无框电机，其结构紧凑，所需安装空间较小。无框电机的结构为本领域的现有结构，此处不再赘述。在其他实施例中，也可以采用其他结构的电机作为驱动电机3。

在本实施例中，扭矩施加装置4的类型为磁粉制动器，其轴端与进动轴9连接，磁粉制动器可以通过电流调节制动力矩，其缺点是制动能力有限。扭矩施加装置4还可以是其他形式，例如液压阻尼系统等。扭矩施加装置4可以采用现有技术中的扭矩施加装置，本实施例对此不做限制。

当船突发剧烈摇晃时，由于减摇陀螺控制系统的滞后性，扭矩施加装置4响应滞后，容易造成进动失控、设备损坏等危害。因此，为实现对飞轮1进动的限位和缓冲，减摇陀螺上还设置有缓冲装置6。

图3是本实用新型实施例提供的缓冲装置的结构示意图，如图1、3所示，缓冲装置6包括缓冲器62和冲击头61，缓冲器62包括壳体623、导杆622和弹性元件621，壳体623上开设有安装孔，弹性元件621设置在该安装孔内，导杆622的一端插入安装孔内；缓冲器62设置在进动行程的末端，其壳体623与基座5固定连接，冲击头61与飞轮框架2固定连接，冲击头61在随飞轮框架5进动至行程末段时可以碰撞到导杆622的另一端，并使导杆622沿安装孔滑动同时压缩弹性元件621，从而起到缓冲限位作用。

在本实施例中，弹性元件621可以但不限定为蝶形弹簧、螺旋弹簧、弹性橡胶、压缩气体弹簧以及复合弹簧等，只要能实现受压时缩短，外力撤销后在弹性恢复力作用下恢复即可。

可选地，安装孔为圆柱形盲孔，导杆622呈圆柱形，加工简单，且方便弹性元件621的设置。但本实用新型并不限于此，只要能实现导杆622在安装孔内的滑动设置即可，即导杆622的形状与安装孔的形状相适配即可。

更进一步地，弹性元件621的两端分别与导杆622及安装孔的槽底连接，以避免导杆622脱出安装孔。

可选地，在本实施例中，在进动行程的两个末端均设置有一个缓冲器62，但本实用新型并不限于此，每个进动行程的末端还可以设置两个或多个缓冲器62，只要能够实现冲击头61运动至该进动进程末端时同时对该进动行程末端处的缓冲器62进行碰撞即可。

优选地，冲击头61关于x轴对称，两个缓冲器62相对x轴对称，但本实用新型并不限于此，只要能够实现冲击头61对缓冲器62上的导杆622的碰撞即可。

在本实施例中，冲击头61的结构配置为具有与导杆碰撞接触的尖端，优选地，冲击头61具有两个对称布置的尖端，分别与进动行程两端的缓冲器62相碰撞。但本实用新型并不对冲击头61的具体形状进行限制。

为方便冲击头61的拆卸，冲击头61与飞轮框架2可拆卸连接。在本实施例中，冲击头61与飞轮框架2采用螺钉连接，但本实用新型并不限于此，只要能实现冲击头61与飞轮框架2的可拆卸连接的结构均可应用于本实用新型中。

在本实施例中，由于冲击头61直接与导杆622碰撞接触，因此，弹性元件621应有足够的弹力以抵抗冲击，冲击头61和导杆622应具有足够的强度避免碰撞损坏。优选地，冲击头61和导杆622采用高强度合金钢等制成，弹性元件621的弹性系数为可以根据产品需求选定。

优选地，在本实施例中，缓冲装置6的缓冲段对应进动行程末段的10°进动角。

在本实施例中，通过设置缓冲装置6实现对飞轮1及飞轮框架2进动的缓冲和限位，能够减缓飞轮1和飞轮框架2的进动冲击，避免飞轮1和飞轮框架2进动超过极限进动角，保证减摇陀螺的正常和可靠运行。且本实施例提供的缓冲装置6，结构简单，更换方便，维护成本较低。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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