游艇陀螺减摇器

DOI:10.19423/ki.31-1561/u.2022.04.124基于陀螺减摇装置的船舶横摇减摇研究刘 义１，２ 夏召丹１，２ 汤雅敏１ 张杰杰１ 范佘明１，２（１．　上海市船舶工程重点实验室 中国船舶及海洋工程设计研究院 上海　２０００１１；２．　喷水推进技术重点实验室 上海２００２４０）［摘　要］ 船舶在航行过程中需要减摇系统来抵抗风浪，从而使其能够稳定作业，并提高安全性和船员的舒适度。

陀螺减摇装置作为一种非常有效的减摇装置，其优点是其完全在船体内发挥作用，不需要足够的可移动质量来产生控制力矩。

该文首先建立了船舶在随机海浪中的非线性波浪力扰动模型，并结合陀螺减摇装置工作原理，建立船舶与陀螺减摇装置联合动力学模型，分别为自然驱动和控制器驱动的2种陀螺稳定器模型，构造了相应的MATLAB Simulink船舶运动控制仿真框图。

仿真结果表明：自然驱动和控制器驱动的陀螺稳定器都能通过轮子高速旋转和进动角变化的陀螺效应来减小横摇。

与自然驱动的陀螺稳定器相比，控制器驱动的陀螺稳定器能更有效地减少船舶非线性横摇运动。

［关键词］船舶横摇；陀螺减摇装置；不规则波浪；控制；进动角［中图分类号］ U661.2+2 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2022）04-0124-08On Ship Roll Stabilization Based on GyrostabilizerLIU Yi1,2 XIA Zhaodan1,2 TANG Yamin1 ZHANG Jiejie1 FAN Sheming1,2(1. Shanghai Key Laboratory of Ship Engineering, Marine Design & Research Institute of China, Shanghai200011, China; 2.Science and T echnology on Water Jet Propulsion Laboratory, Shanghai 200240, China) Abstract: Stabilizing systems are necessary for the ship in wind and waves to ensure stable operations and improve the safety and comfort of the crew.As an effective stabilizer, gyrostabilizer acts entirely within the hull without requiring sufficient movable weight to generate a control moment. The nonlinear wave force disturbance model of the ship in random waves is firstly established. The combined dynamic model of the ship and the gyrostabilizer is then built together with the working principle of the gyrostabilizer. The corresponding MATLAB Simulink block diagramsof the ship motion control are constructed for two kinds of gyrostabilizer models, i.e., the natural-driven gyrostabilizer model and the controller-driven gyrostabilizer model. The results show that both the natural-driven and controller-driven gyrostabilizer are able to reduce the rolling motion through the gyroscopic effect of high-speed spinning and precession angel variation. The controller-driven gyrostabilizer can reduce the nonlinear rolling motion of the ship more effectively than the natural-driven gyrostabilizer.Keywords:roll; gyrostabilizer; irregular waves; control; precession angle收稿日期：2022-06-05 ；修回日期： 2022-06-18作者简介：刘 义（1988-），女，博士，高级工程师。

船用减摇装置原理船用减摇装置是一种用于减少船舶在海上航行时的摇晃和颠簸的装置。

它通过一系列的物理原理和工程设计来实现这一目标。

船舶在海上航行时容易受到风浪的影响，造成船体的摇晃，给船上的人员和货物带来不便和危险。

因此，船用减摇装置的设计和应用对于提高船舶的航行稳定性和舒适性至关重要。

船用减摇装置的原理是基于减少船舶受到外部力的影响，从而减少船体的摇晃。

其主要原理包括抗摇力原理、阻尼原理和控制原理。

抗摇力原理是通过向船体施加一个与船舶受到的摇晃力相反的力来抵消船体的摇晃。

船体的摇晃力是由于外部的风力和浪力引起的，通过船用减摇装置产生的抗摇力可以减小或抵消这些外部力，从而减少船体的摇晃。

抗摇力可以通过安装在船舶侧面的减摇翼、减摇板或减摇球等装置来产生。

阻尼原理是通过增加船舶的摇晃阻尼来减少船体的摇晃。

船体的摇晃是由于外部力的作用下，船体的摇晃频率接近其固有频率而产生的。

通过在船舶上安装减摇装置，可以增加船舶的摇晃阻尼，使其固有频率与外部力的频率不匹配，从而减少船体的摇晃。

阻尼可以通过液压系统、摇摆阻尼器或摇摆阻尼球等装置来实现。

控制原理是通过自动控制船用减摇装置的工作来实现船体的稳定。

通过监测船舶的运动状态和外部环境的变化，控制系统可以根据预设的参数和算法来自动调整船用减摇装置的工作状态，以达到减少船体摇晃的效果。

控制原理可以通过传感器、控制算法和执行器等组成的控制系统来实现。

船用减摇装置的原理是基于抗摇力、阻尼和控制原理来减少船舶在海上航行时的摇晃和颠簸。

通过合理的工程设计和装置安装，船舶的航行稳定性和舒适性可以得到显著改善。

船用减摇装置的应用对于提高船舶的航行安全性和舒适性具有重要意义，对于船舶行业的发展和航海技术的进步有着积极的促进作用。

减摇器工作原理减摇器工作原理主要是通过连接两个摆动系统的转接杆和一定的机械构造来实现两个摆动系统的相位差或振幅的控制，从而达到抑制岸边摆动和船舶滚动的目的。

减摇器是一种被广泛应用于船舶抑制晃动的船用设备,其重要性可以通过它在某些航程和船型中所占的贡献来体现。

减摇器的原理和机理是通过应用物理学和工程力学的知识,抑制海运过程中船舶在六个自由度中的滚动。

它的工作原理是通过改变减摇器内部振子杆、缸套、滑动剂等部件间的相对位置关系和摆动幅度，达到抑制船舶滚动的目的。

它有两种类型的运动状态，一种是位移型，另一种是力型。

位移型减摇器可以有效避免地震影响，在海洋波浪激励下可以几乎达到同样的效果。

减摇器是具有自身运动状态的物理设备,是一种化工设备或装置，也是一种机械设备或装备。

当减摇器的转接杆与船舶的舵机或支架相连时,便可以控制摆动系统之间的相位差和振幅关系。

在此过程中,减摇器内部的物理振动系统发生了变化。

减摇器的运动特点表现为两个摆动系统之间的位移峰值相差1/2波长（180度）,则它们的相位差就是 180 度，产生反向抵消。

进而,两个摆动系统之间的位移峰值相差1/4波长（90度），则它们的相位差就是90度，产生部分反向抵消。

当这两个摆动系统的位移峰差相等时,它们之间的相位差长为零，起到出奇制胜或最优抑制作用。

减摇器所处环境、船舶型号、摆幅和球重是影响减摇器性能和效果的主要因素。

因此，船舶航行过程中,需根据海浪、气流、水流、气温、水温等不同的航行条件，不断调整和控制减摇器的配合参数，以保证减摇器的最佳效果。

减摇器的作用及应用：减摇器在船舶建造、海洋环境保护、海上作业、军事防御、海岸护林等领域都有广泛的应用。

它可以对船舶的滚动角速度及弹性水平进行控制,减少燃油消耗,延长船舶寿命,提高航速和运输效率,同时减轻缆绳所受荷载,减少因滚动引起的人员和货物受损,保证港口作业的安全,提高作业效率,提高功率和经济效益,减少环境污染,保护海洋环境等。

船用减摇装置原理船舶在航行过程中会受到海浪的影响，从而产生摇晃的运动，这种摇晃会给船舶和船员带来很大的安全隐患。

为了解决这个问题，船舶上通常会安装减摇装置，以减小船体的摇晃幅度，提高船舶的稳定性和航行安全性。

船用减摇装置的原理主要包括水动力原理和控制原理两个方面。

水动力原理是指利用水的力量来抵消船舶的摇晃运动。

船用减摇装置通常由一个或多个减摇槽组成，这些减摇槽位于船舶的两侧，沿船体纵向分布。

当船舶受到侧向波浪的作用时，水会穿过减摇槽，形成与波浪相位相反的力，从而产生一个与船舶摇晃方向相反的力矩。

这样，船舶受到的摇摆力矩就会减小，从而减小了船体的摇晃幅度。

控制原理是指通过一系列的控制系统来实时监测船体的摇晃情况，并根据监测结果调整减摇装置的工作状态。

控制系统通常由传感器、计算机和执行机构组成。

传感器用于感知船体的摇晃情况，如倾斜角度、加速度等；计算机用于处理传感器采集到的数据，并根据一定的控制算法计算出减摇装置的工作状态；执行机构则根据计算机的指令，调整减摇装置的工作参数，如减摇槽的开启程度、开启时间等。

船用减摇装置的工作过程可以简单概括为以下几个步骤：1. 传感器感知船体的摇晃情况，将采集到的数据发送给计算机；2. 计算机根据传感器采集到的数据，通过控制算法计算出减摇装置的工作状态；3. 执行机构根据计算机的指令，调整减摇装置的工作参数；4. 减摇装置开始工作，水流通过减摇槽产生与船体摇晃方向相反的力，从而减小船体的摇晃幅度；5. 一段时间后，计算机重新采集船体的摇晃情况，并根据新的数据调整减摇装置的工作状态；6. 重复以上步骤，不断监测和调整减摇装置的工作状态，以保持船体的稳定性。

船用减摇装置通过水动力原理和控制原理的相互配合，能够有效减小船体的摇晃幅度，提高船舶的稳定性和航行安全性。

目前，船用减摇装置已广泛应用于各类大型船舶，如客船、油轮、货船等。

在未来，随着技术的不断发展，船用减摇装置的性能将进一步提升，为航行中的船舶提供更加稳定和安全的环境。

船用减摇陀螺安装要求《说说船用减摇陀螺安装那些事儿》嘿，大家好呀！今天咱来唠唠船用减摇陀螺安装要求这个有意思的话题。

你想想看，这船在大海上漂啊漂的，那晃动感就跟坐摇摇车似的，要是没有减摇陀螺，咱在船上那可就晕乎啦。

所以说，安装这个减摇陀螺那可是相当重要的事儿。

首先呢，这安装位置可得选好咯。

就跟咱人找座位一样，得找个最合适的地儿。

要是随便找个地方一放，那可不行。

它得安装在一个能发挥最大效果的位置，不然那不就白折腾啦。

安装的时候可得小心谨慎，可别磕着碰着啦。

这宝贝疙瘩可娇贵着呢，要是不小心碰坏了一点儿，那咱这船在海上可就不安全啦。

就好像给船穿了一件特别的“稳定衣”，咱可得把这件“衣服”给穿好咯。

还有啊，安装人员那也得是专业的。

不能随便找个二把刀来装，那可不行。

这就好比让一个不会做饭的人去做大餐，那做出来的能好吃吗？同理，不专业的人来安装减摇陀螺，咱在船上能安心吗？而且，安装过程中还得注意各种细节。

就跟拼积木一样，一个小零件没安好，整个就可能散架啦。

得确保每个螺丝都拧紧了，每个接口都连接好了，这样才能让减摇陀螺发挥出它应有的作用。

我就打个比方哈，这船就像是一个大舞台，而减摇陀螺就是那个保证舞台稳稳当当的幕后英雄。

要是英雄没安好，那这舞台还不得晃悠得没法演啦。

总之啊，船用减摇陀螺安装要求那是相当严格的，咱们可不能马虎大意。

得认真对待，好好按照要求来安装，这样咱们在船上才能安心地乘风破浪呀。

毕竟，安全永远是第一位的嘛！希望大家都能重视这个事儿，让我们的船都能稳稳地航行在大海上，无惧风浪！好啦，今天就先说到这儿啦，下次再和大家分享其他有趣的事儿哟！。

游艇减摇鳍[摘要] 游艇减摇鳍是为适应游艇特点而专门设计的减摇鳍，具有尺寸较小、重量较轻、噪声较小等特点，鳍翼通常采用的是非金属材料，且批量制造。

游艇减摇鳍的选型计算、布置设计以及安装都涉及到较强的专业知识，游艇厂商在选用减摇鳍时应关注设备厂商的技术实力和服务能力，应考虑可否与之建立紧密的战略合作关系。

1. 游艇减摇鳍是什么减摇鳍是减摇效果最为明显的船舶减摇装置之一，游艇减摇鳍是为适应游艇的安装空间较小、设备重量要求较轻、噪声要求较小等特点而专门设计，且便于批量制造的产品。

游艇减摇鳍的鳍面积通常较小，所以也叫超小型减摇鳍。

游艇减摇鳍每套装置都是由大小相同的两只鳍翼构成，每只鳍翼都有其相应的转鳍执行机构、最大转鳍角机械限位机构、锁紧机构等部件。

每套减摇鳍装置还包括液压控制系统、液压泵站（可选，也可以选用艇上其它液压源）、控制箱、操控面板等部件。

游艇减摇鳍的鳍翼通常是用非金属材料（玻璃钢）采用模具压制成型的。

减摇鳍像鱼鳍一样，位于船的两侧，是用来减轻船的横摇。

人们不禁要问，为什么只减横摇呢？纵摇怎么办？通常，船艇在形状上是呈瘦长形的，横摇在剧烈程度上远大于纵摇，只要把横摇减下来也就够了。

至于纵摇，如果确实需要轻减，例如小水线面双体船艇，可以使用陀螺减摇器，方便且效果明显，只要将陀螺减摇器的进动轴沿船长方向布置即可，安装位置是任意的。

减摇鳍的减摇力矩来源于鳍翼产生的升力（向上或者向下）以及鳍翼与船艇舯纵剖面之间的跨度，升力越大，或跨度越大，减摇力矩越大。

鳍翼之所以能产生升力，依靠的是水对鳍翼上下翼面的压力存在差值，这就需要水相对于鳍翼是流动的，一种情况是要求船以较快速度航行，另一种情况是船的航速虽低，甚至停了下来，但鳍翼在以较高转速往复扇动。

这前一种情况通常叫常规减摇（鳍），后一种情况叫零航速减摇（鳍）。

零航速减摇鳍通常需要配备较强的动力系统，所以，目前主要还是用在豪华游艇上。

2. 游艇减摇鳍有哪些优缺点游艇减摇鳍的优点是减摇效果非常好，减摇率通常能达到60%～90%。

游艇陀螺仪减摇仪原理答案：游艇陀螺仪减摇仪的原理主要是基于陀螺效应，通过利用陀螺的角动量进行减摇。

这种装置内部装有重型飞轮，依靠飞轮的角动量（动量矩）与进动效应进行减摇。

角动量是衡量陀螺减摇能力的关键指标，直接关系到减摇效果。

相比其他类型的减摇装置，减摇陀螺具有以下优点：减摇效果好，可达80%-95%；不受航速的影响，航行、停泊状态都可减摇；适装性好，船舱、甲板、居中、偏置都可装；没有伸出船体的附件，工作时不影响航速；允许安装多台，联合工作，适配更大船型。

因此，减摇陀螺成为中小型船艇的首选减摇方案，现已成为引航艇、海事巡逻艇等船的标配。

延伸：一、陀螺仪的工作原理陀螺仪是一种能够感知和保持方向的装置，其工作原理基于陀螺效应。

当陀螺被旋转时，它会在空间中保持方向不变，不受外部力的干扰。

因此，如果将陀螺仪装置安装到一个运动的物体上，它可以被用来感知该物体的运动状态。

二、减摇仪的构成和工作流程减摇仪就是利用陀螺仪来感知游艇在海上的状态，并通过控制机械装置来抵消不良的晃动和颠簸。

减摇仪由陀螺传感器、控制电路和驱动单元组成。

它通过感知游艇的晃动状态来控制陀螺仪旋转速度和角度，从而减少游艇的晃动和颠簸。

三、减摇仪减轻游艇晃动和颠簸的原理在海上航行时，游艇容易受到波浪、风浪等外部环境因素的影响，导致晃动和颠簸。

而减摇仪通过感知游艇晃动状态，将这些信号传输给控制电路，并控制驱动单元来调整陀螺仪的旋转速度和角度。

由于陀螺效应的作用，减摇仪所产生的反作用力可以抵消游艇的晃动和颠簸，使得游艇行驶更加平稳。

四、减摇仪的应用前景目前，减摇仪已经成为许多游艇和船只的标配装置。

它能够大大提高游艇的航行舒适性，减轻乘客的晕船感。

同时，减摇仪还为游艇的安全性和稳定性提供了重要保障，避免了极端天气条件下的风险。

0 引言船舶在海上航行时，会受到风浪的作用而产生各种摇摆运动。

一般将这些运动分成横摇、纵摇、首摇、横荡、纵荡、垂荡6个自由度（见图1）。

其中横摇对船体的影响最大。

因此为了减少横摇对船体及乘客的影响，特别是军舰及客船，大多配置了减摇装置。

1 减摇装置分类现代船舶的减摇装置主要有舭龙骨，减摇水舱（配置横倾泵），舵减摇，减摇陀螺等。

下面对各种减摇装置做以下简单介绍。

1.1 舭龙骨舭龙骨沿着船底两侧焊接在船体的肶部。

基本原理是：舭龙骨位于船体底部两侧，此处距离重心最远，有一定曲率，且此处水流较大，可以有效提高船体的阻尼力矩。

根据测算，减摇效果可以达到30%。

1.2 减摇鳍减摇鳍结构类似飞机机翼，分别布置在船体两侧中部位船用减摇鳍液压原理分析及故障排查周建言（上海外高桥造船有限公司，上海 200137）摘 要 ：船舶在航行过程中受到各个方向的作用力，会产生6个方向的运动。

一般将横摇作为船只影响航行和舒适度的重要因素。

因此减摇装置成为客船和其他特种船舶上配置的主要设备。

对现代常用减摇装置作了分析和对比，并结合生产实际分析减摇鳍装置的液压工作原理和设备调试内容，及故障处理办法。

关键词：减摇装置；减摇鳍；液压电磁阀中图分类号：U672 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2021.03.029［引用格式］周建言.船用减摇鳍液压原理分析及故障排查[J].船舶物资与市场,2021,(3):61-63.收稿日期：2021-01-21作者简介：周建言（1984-），男，学士，工程师，研究方向为船舶制造与调试技术。

第29卷 第3期2021年3月V ol.29 No.3Mar.2021船 舶 物 资 与 市 场MARINE EQUIPMENT/MATERIALS & MARKETING图1 船只航行自由度示意图置，水线以下。

基本配置有鳍室，鳍板，液压驱动单元，电气控制和自动化系统，以及海水密封系统。

减摇原理的三种形式及对应的减摇装置嘿，朋友们！今天咱们聊聊一个可能你没听过但又超有意思的话题——减摇原理！你可能会想，减摇这俩字跟我有什么关系？别急，听我慢慢道来。

无论你是在海上航行，还是坐在游轮上，摇晃的感觉总是让人恼火。

可这个减摇原理，就像个聪明的小帮手，能让我们在波涛汹涌的海面上保持一份平静。

现在，就让咱们深入探讨一下这三种减摇的形式，还有它们各自的神器装置吧！1. 主动减摇系统说到主动减摇系统，想象一下你在海上，船身随着浪潮上下摇摆，简直就像在坐过山车。

但是，这种主动减摇系统就像一位勇敢的骑士，随时准备出手相助。

它通过传感器实时监测船体的运动，利用机械装置，比如油压或电动装置，来调整船体的姿态，减少摇晃。

这种方式的好处是反应迅速，简直就是海上飞毛腿，瞬间就能让你感觉像在平坦的道路上行驶。

不过呢，话说回来，主动系统可不便宜，安装和维护成本都让人皱眉。

不过嘛，钱花得值，能让你舒舒服服的在海上玩乐，心情自然就好啦。

1.1 舵机系统在这个主动减摇的大家庭里，舵机系统可是个不可或缺的角色。

它通过控制舵叶的角度，来抵消船体的摇晃。

就像在骑自行车时用力转动把手，瞬间就能调整方向。

舵机的反应速度极快，简直就像那让人眼花缭乱的魔术表演，令你在波涛中安然无恙！1.2 自动控制装置自动控制装置呢，就像一位技术宅高手，时时刻刻盯着船的状态，确保一切正常。

它通过复杂的算法，分析船体的运动数据，然后自动调节减摇装置，让你觉得就像在进行一场无声的舞蹈，优雅而自如。

2. 被动减摇系统接下来咱们聊聊被动减摇系统。

这个系统就像老派的智慧，依靠船体的设计和重心的布局来减少摇晃。

想象一下，船的底部设计成特殊的形状，像个流线型的飞鱼，能有效抵御海浪的侵袭。

这种方式省心又省钱，不用太多的科技含量，大家都能接受。

2.1 阻尼器被动减摇里，阻尼器就像一位安静的守护者。

它能吸收船体运动时产生的能量，减少摇晃。

你可以想象成在舞会上，那个总是站在角落却默默支持你的人，虽不显眼，但却是你最可靠的后盾！2.2 减摇鳍减摇鳍就更有趣了，像个翅膀，伸出水面，帮助船只抵抗波浪。