1.本发明涉及辅助安装装置的技术领域，具体地说是一种直翼桨叶辅助安装装置，尤其涉及应用于由直翼桨驱动船舶的一种直翼桨叶辅助安装装置。


背景技术：

2.直翼桨（vsp）是福伊特（voith）公司开发的新型船用推进器。其具有若干片（多为5~6片）环形分布的垂向的平直片状桨叶，单片桨叶上厚下薄平滑过渡，横截面为狭长梭状，由上方圆筒形箱体驱动产生推力和转向力，代替常规各类螺旋桨和舵，适用于强调操纵灵活性的船舶。一般直翼桨在船上的安装姿态略倾斜于垂线，因此为避免桨叶在斜向落入船上安装孔并向下伸出的过程中与船体孔壁发生磕碰，对较大的直翼桨会避免采用直接整体吊装的安装方式，而是采用将驱动箱体自上而下单独吊装、桨叶自下而上分别上升对接的安装方式。此时桨叶主要采用顶部链条牵引的方式吊升入驱动箱体的安装孔；但在桨叶轴颈大部进入安装孔之前，桨叶整体需保持与安装孔相同的倾斜角度（沿船长和船宽方向均需保证），以保证桨叶轴颈顺利进入安装孔而不发生卡滞。
3.目前船厂一般借助叉车进行桨叶的单独安装。叉车的前叉可以升降，并可在前倾6
°
至后倾12
°
的范围内倾转，因此若将桨叶固定在叉车前叉上，可解决桨叶安装时的升降问题，同时可解决其沿叉车长度方向（前后向）的倾斜问题；但在与叉车垂直方向（侧向）的倾斜则还需借助人力调整协助实现，施工的难度和工作负荷较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种改进直翼桨叶辅助安装装置，通过结构的改进, 与桨叶绑固在一起，配合叉车使用，随桨叶上升，解决与叉车垂直方向（侧向）的桨叶倾斜问题，保证桨叶倾斜角度与桨叶安装孔斜度匹配，以利桨叶的顺利安装，并能实现装置与桨叶安全、顺利地脱离。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种直翼桨叶辅助安装装置，包括底座，其特征在于：底座的后部设有门型框架，底座的前部设有承重摇摆机构，门型框架通过螺杆传动机构与承重摇摆机构形成可摆动连接，承重摇摆机构的一侧设有上、下两组约束释放机构；每组约束释放机构包括一根横梁，横梁的两端分别连接有固定支臂和活动支臂，横梁的中部设有可调节的中间顶块。
6.优选的，螺杆传动机构包括一组上、下平行设置的横向滑轨，两根横向滑轨之间设有一与横向滑轨平行的螺杆，螺杆的一端设有手轮，横向滑轨和螺杆上套设有一可滑动的横向滑块；螺杆传动机构还包括一组左右平行设置的竖向滑轨，竖向滑轨上设有一可滑动的竖向滑块，横向滑块与竖向滑块之间通过短连接轴相连。
7.进一步，承重摇摆机构包括一平台和竖立在平台上的门型靠背，横梁的两端抵在门型靠背的两侧边框上，平台与底座之间通过铰链转轴形成可转动连接，竖向滑轨设置于门型靠背上。
8.进一步，中间顶块通过可调节螺栓与横梁相连，中间顶块上设有向外凸起的楔形顶块，中间顶块的顶面上设有若干个螺栓孔，楔形顶块上设有与螺栓孔配合的固定槽。
9.更进一步，固定支臂包括两片上、下对应设置的固定窄片体，固定窄片体设有一个弯折的角度，上、下固定窄片体之间通过第一圆柱销相连，第一圆柱销设置在固定窄片体的端部，上、下固定窄片体分别设置在横梁的上、下面，横梁的一端设有供固定窄片体固定的一组连接孔；活动支臂包括两片上、下对应设置的活动窄片体，活动窄片体设有一个弯折的角度，上、下活动窄片体之间通过第二圆柱销相连，第二圆柱销设置在活动窄片体的端部，上、下活动窄片体分别设置在横梁的上、下面，横梁的另一端设有供活动窄片体固定的一组连接孔。
10.相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：1、本发明所述的改进方案，底座的后部设有门型框架，底座的前部设有承重摇摆机构，门型框架通过螺杆传动机构与承重摇摆机构形成可摆动连接，使得本装置可在螺杆传动机构行程范围内做侧向摇摆，加上叉车提供的另一垂直方向的偏转，可满足桨叶安装时在两个互相垂直方向上的倾斜需要，显著减轻人力调整负担；2、本发明的技术方案的中，每组约束释放机构包括一根横梁，横梁的两端分别连接有固定支臂和活动支臂，横梁的中部设有可调节的中间顶块，固定支臂和活动支臂左右位置可调，中间顶块前后位置可调，机构调节裕度大；活动支臂未限定转角，采用柔性绑带而非刚性部件对桨叶进行约束，可适配各种型号、不同大小和表面线型的桨叶，装置的兼容性强；3、本发明进行桨叶安装时，装置与桨叶绑固、调整好姿态并升高后，需与桨叶脱离时，施工人员不需要登高贴近解除约束，而只需在地面远距离操作约束释放机构即可松开绑带实现脱离，操作过程安全又快捷；4、本发明的承重摇摆机构与桨叶的重量基本由该机构底部与装置底座之间的铰链转轴承担，螺杆传动机构以及承重摇摆机构与门型框架之间的连接机构基本不承受重量，确保装置结构的可靠性；5、本发明结构布置合理，易于生产和加工，拆卸方便，操作安全，便于推广和利用。
附图说明
11.图1为本发明一实施例的侧视结构示意图。
12.图2为本发明一实施例的主视结构示意图。
13.图3为本发明一实施例的又一结构示意图。
14.图4为本发明底座和门型框架的结构示意图。
15.图5为本发明承重摇摆机构的结构示意图。
16.图6为本发明螺杆传动机构的分散结构示意图。
17.图7为本发明约束释放机构的结构示意图。
18.图8为本发明的使用状态示意图。
19.附图标记：1底座、11夹板紧固机构；
2门型框架；3螺杆传动机构、31手轮、32螺杆、33横向滑轨、34横向滑块、35竖向滑轨、36竖向滑块、37短连接轴；4门型靠背、41平台、42铰链转轴、43横梁、44中间顶块；5约束释放机构、51固定支臂、52活动支臂、53弹簧机构；61内侧滑轮座、62外侧滑轮座。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
21.本发明提供了一种直翼桨叶辅助安装装置，具体参见图1，包括底座，其与现有技术的区别在于：底座的后部设有门型框架，底座的前部设有承重摇摆机构，门型框架通过螺杆传动机构与承重摇摆机构形成可摆动连接，承重摇摆机构的一侧设有上、下两组约束释放机构；每组约束释放机构包括一根横梁，横梁的两端分别连接有固定支臂和活动支臂，横梁的中部设有可调节位置的中间顶块。
22.使用时，本发明的直翼桨叶辅助安装装置，将其与桨叶绑固在一起，配合叉车使用，随桨叶上升，解决与叉车垂直方向（侧向）的桨叶倾斜问题，保证桨叶倾斜角度与桨叶安装孔斜度匹配，以利桨叶的顺利安装，并能实现装置与桨叶安全、顺利地脱离。
23.实施例1底座的后部设有门型框架，底座呈矩形结构，中部设置加强横档，底座的前部设有承重摇摆机构，门型框架通过螺杆传动机构与承重摇摆机构形成可摆动连接，承重摇摆机构的一侧设有上、下两组约束释放机构；每组约束释放机构包括一根横梁，横梁的两端分别连接有固定支臂和活动支臂，横梁的中部设有可调节位置的中间顶块。门型靠背的底部一侧设有两个并列设置的内、外侧滑轮座。
24.进一步，螺杆传动机构包括一组上、下平行设置的横向滑轨，两根横向滑轨之间设有一与横向滑轨平行的螺杆，螺杆的一端设有手轮，横向滑轨和螺杆上套设有一可滑动的横向滑块；螺杆传动机构还包括一组左右平行设置的竖向滑轨，竖向滑轨上设有一可滑动的竖向滑块，横向滑块与竖向滑块之间通过短连接轴相连。
25.进一步，承重摇摆机构包括一平台和竖立在平台上的门型靠背，横梁的两端抵在门型靠背的两侧边框上，平台与底座之间通过铰链转轴形成可转动连接，竖向滑轨设置于门型靠背上。
26.中间顶块通过可调节螺栓与横梁相连，中间顶块上设有向外凸起的楔形顶块，中间顶块的顶面上设有若干个螺栓孔，楔形顶块上设有与螺栓孔配合的固定槽。
27.具体来说，固定支臂包括两片上、下对应设置的固定窄片体，固定窄片体设有一个弯折的角度，上、下固定窄片体之间通过第一圆柱销相连，第一圆柱销设置在固定窄片体的端部，上、下固定窄片体分别设置在横梁的上、下面，横梁的一端设有供固定窄片体固定的一组连接孔；活动支臂包括两片上、下对应设置的活动窄片体，活动窄片体设有一个弯折的角度，上、下活动窄片体之间通过第二圆柱销相连，第二圆柱销设置在活动窄片体的端部，
上、下活动窄片体分别设置在横梁的上、下面，横梁的另一端设有供活动窄片体固定的一组连接孔。固定支臂和活动支臂的窄片体具有足够的强度，与上条所述的中间顶块配合、能支撑住桨叶的背部即可。
28.更进一步，第一、第二圆柱销上套设有尼龙绑带，尼龙绑带上设有防松棘轮，第二圆柱销顶部为可伸缩结构，可伸缩的距离大于尼龙绑带的宽度。第二圆柱销的下方设有与可伸缩结构相配合的弹簧机构，可伸缩结构为一套设在第二圆柱销内的伸缩杆，伸缩杆的下端设有一系环。
29.实施例2装置包含一个底座。底座外框为矩形，中部可设横档加强。底座两侧框架内部空心、前后贯通，可供叉车前叉从其内部穿过；两侧框架的前后端均设有夹板紧固机构（共4套），用于夹紧叉车前叉，保证底座在前叉上的可靠固定。
30.底座后部有一竖立的门型框架与之固接。在门型框架上沿其宽度方向设有一套螺杆传动机构，包含两根上下排列的横向滑轨，一根与滑轨平行的螺杆，一个用于驱动螺杆旋转的手轮，以及一个滑块。滑块设有内螺纹孔与螺杆匹配，并有通孔可容纳滑轨，因此可在螺杆驱动下沿滑轨往复移动。滑块的受力由两根滑轨分担，有利于减小螺杆的变形，使螺杆传动装置运行顺畅，增强装置的可靠性。
31.门型框架前方有一承重摇摆机构，包括一个平台，以及一个固接在平台后部的竖立的门型靠背。平台用于承接桨叶底部、承受其重量，平台底部中央有一套纵列的“眼板——轴”式的铰链转轴，转轴下部固接于前述底座中央，使承重/摇摆机构与前述底座连接在一起，并可围绕铰链轴线左右摇摆。承重摇摆机构和桨叶的重量通过铰链转轴的眼板传递到底座上。门型靠背的后侧中线上固接两根较短的并列竖向滑轨，有一滑块被该两根滑轨穿过，并可沿滑轨上下往复移动。该滑块紧贴于前述螺杆传动机构的横向滑块的前方，两者通过一根前后方向的短连接轴连接，可实现前者跟随后者左右移动的同时，前者亦沿门型靠背上的短滑轨移动，从而推动承重摇摆机构左右摇摆。
32.承重/摇摆机构的门型靠背的正面（即前方），设有上、下两组约束/速脱机构。每组约束释放机构均由一根横梁、中间顶块、固定支臂、活动支臂、弹簧机构、牵引绳、绑带组成。横梁的两端抵在门型靠背的两侧边框上。
33.横梁的正面（即前方）固定有中间顶块，用于接触桨叶中间部位、协助固定桨叶位置；中间顶块通过两根螺栓固定在横梁上，通过调节螺栓的旋入深度可以调节顶块凸出横梁的距离，以适应不同桨叶的线型；中间顶块主体为条状长方体，在其一侧端部的上方固定有一楔形顶块，向前凸出，用于适应桨叶的流线型曲面，增加与桨叶的接触点，有利于形成对桨叶背面的稳固支撑。楔形顶块设槽，通过螺栓与中间顶块顶面的螺栓孔连接，兼通过选择沿顶块片体长度方向分布的不同螺栓孔，可调节楔形顶块在中间顶块上的不同位置，以更好地适应桨叶的曲面线型。
34.横梁两端分别连接固定支臂和活动支臂。固定支臂和活动支臂均为上下两层向外偏折的窄片体，偏折角度利于使片体与桨叶表面线型贴合。上下窄片体分别与横梁的顶、底面连接，远端以直立的圆柱销相连。固定支臂沿横梁长度方向的安装位置和向外张开的转角均可调并可固定；活动支臂沿横梁长度方向的安装位置可调并可固定，可围绕在横梁安装位置的轴线灵活转动，但转角不固定。带有防松棘轮的尼龙绑带两端分别套在固定支臂
和活动支臂的圆柱销上，再绕过桨叶的正面（即前方）并收紧，如此固定支臂和活动支臂将同时与桨叶的侧后方接触并压紧，起到稳固桨叶的作用；因为活动支臂可灵活转动，其转角是由绑紧状态桨叶表面的线型决定的，使其可适配不同的桨叶。
35.固定支臂的上、下固定窄片体与远端的圆柱销是固接的。而活动支臂的圆柱销是可伸缩的，即其上端可向下缩进，使圆柱销与上固定窄片体之间出现足够的空隙，该空隙大于尼龙绑带的宽度。因此当桨叶处于绑固状态时，活动支臂的圆柱销下缩并向下抽离绑带，收紧的绑带就会从空隙处脱落，从而解除对桨叶的约束，实现桨叶与装置的分离。
36.活动支臂远端圆柱销下方连接一弹簧机构，包含一柱状螺旋弹簧及其内部的伸缩杆。伸缩杆上端与圆柱销连接，下端有一系环。无外力介入时，在弹簧力作用下，伸缩杆被向上顶起，使上方圆柱销处于闭合状态；当通过系环施加向下的拉力时，伸缩杆会克服弹簧的弹性，带动圆柱销下行，打开与上部片体之间的空隙，实现绑绳的松脱。所述向下的拉力来自人力拉动与系环连接的牵引绳。
37.在承重/摇摆机构的门型靠背的底部正面（即前方），与活动支臂同一侧的边缘部位，连接2个并列的滑轮座。内、外侧的滑轮座分别用于承接、引导下部、上部的活动支臂圆柱销弹簧的牵引绳。通过滑轮座使牵引绳转向，利于人员在装置升高后，站在装置下方前部安全地带拉动牵引绳；同时有利于系环下方的牵引绳与弹簧机构保持近似直线，减少弹簧机构动作时的卡滞。
38.本装置所有与桨叶表面接触的部位，均设置非金属（聚氨酯、尼龙或与之相当的其他材料）衬垫，如承重/摇摆机构的平台表面、中间顶块、固定支臂和活动支臂，避免与桨叶表面发生擦碰造成桨叶表面损伤。
39.本发明的优势在于：（1）装置可在螺杆机构行程范围内做侧向摇摆，加上叉车提供的另一垂直方向的偏转，可满足桨叶安装时在两个互相垂直方向上的倾斜需要，显著减轻人力调整负担。
40.（2）装置采用“背面支臂/顶块多点支撑+正面绑带系固”的桨叶绑固方案，固定支臂和活动支臂左右位置可调，中间顶块前后位置可调，机构调节裕度大；活动支臂未限定转角，采用柔性绑带而非刚性部件对桨叶进行约束，可适配各种型号、不同大小和表面线型的桨叶，装置的兼容性强。
41.（3）进行桨叶安装时，装置与桨叶绑固、调整好姿态并升高后，需与桨叶脱离时，施工人员不需要登高贴近解除约束，而只需在地面远距离拉动两根牵引绳（对应上、下两套弹簧机构）即可松开绑带、实现脱离，操作过程安全、快捷。
42.（4）承重/摇摆机构与桨叶的重量基本由该机构底部与装置底座之间的坚固可靠的铰链转轴承担，螺杆传动机构以及承重/摇摆机构与门型框架之间的连接机构基本不承受重量，确保装置结构和运动机构的可靠性。
43.（5）桨叶的摇摆角度通过人力摇动螺杆传动机构端部的手轮实现，调整省力顺畅，精确；机构带自锁，操作安全。
44.（6）叉车前叉贯穿装置底座的侧框，并通过旋转紧固螺栓收紧夹板实现装置在叉车上的固定，装置的装卸可靠、方便。
45.实施例3本发明的直翼桨辅助安装装置包括：一个底座1，为平面矩形，其左右两侧边框为
空心方钢型式，内部贯通，方钢的大小可容纳叉车前叉插入。左、右方钢的前后端各有一套夹板紧固机构11，该机构包括固定夹板、活动夹板、导杆和紧固螺栓。固定夹板和活动夹板分别用于夹紧叉车前叉的上、下表面。当旋转收紧中间的紧固螺栓时，活动夹板会在螺栓带动下沿导杆上升，直至顶紧前叉。底座中间沿前后方向有2个眼板，前后对齐，眼板孔的轴线沿前后方向。
46.一个门型框架2，与底座1同宽，直立于底座1的后端并与其固接。
47.一套螺杆传动机构3安装在门型框架2的上部并朝前布置。该机构包含上、下两根沿侧向布置的滑轨33，由具有光滑表面的圆钢构成；两根滑轨中间有一根螺杆32，与滑轨平行。滑轨33和螺杆32的长度与门型框架2的宽度基本一致。在螺杆32的一端（如左端），有一个手轮31，用于用人力转动螺杆。有一个横向滑块34，侧面有3个贯通孔，其中上、下2个用于穿过两根横向滑轨33，中间的一个是螺纹孔，与螺杆32匹配。滑块中间有一个前后方向开孔，其中容纳一根短连接轴37，该轴同时穿过前方另一竖向滑块36。短连接轴37可在横向滑块34、竖向滑块36的轴孔内灵活转动。
48.一个承重/摇摆机构，包括一个平台41，以及一个固接在平台后部的竖立的门型靠背4，其侧视形状近似为“l”形。门型靠背4比门型框架2窄。平台41底部中间沿前后方向有2个眼板，眼板的孔的轴线沿前后方向，眼板间距与底座1上的眼板相同、开孔大小一致，可两两贴合。有一个两端带轴承的钢轴可穿入该4块眼板，组成一套铰链转轴。由此，铰链转轴将承重摇摆机构与底座1连接在一起，并承担了前者的重量。平台41顶部铺设聚氨酯垫板。
49.门型靠背4的中线两侧各有一根竖向滑轨35朝后布置，竖向滑块36上有两个竖向通孔，用于容纳竖向滑轨35，可沿其滑动。因此竖向滑块36在跟随横向滑块34做横向移动的同时，也沿着竖向滑轨35做竖向相对移动，满足横向和径向复合运动自由度的要求，从而得以推动承重/摇摆机构围绕铰链转轴做侧向摇摆，摇摆的角度为
±
20
°
。
50.门型靠背4的顶部和中部各有一根横梁43，每根横梁上均有一套约束释放机构5，用于桨叶在辅助安装装置上的固定和脱离。包括中间顶块、固定支臂、活动支臂、弹簧机构、牵引绳、绑带。
51.中间顶块44位于横梁43中部，作用在于扶持桨叶背部，使其保持直立姿态。因为桨叶型号不同，厚度不同，故为了适应桨叶的不同厚度，中间顶块通过两根螺栓固定在横梁前方，可通过调节螺栓旋入深度，调整顶块向前凸出的距离。中间顶块分为两部分，即长条形（较大）和楔形（较小）。楔形部分长条形部分的上方且左右保持一定距离，沿长条方向有多个螺栓孔可供楔形部分固定用，由此可选择楔形部分的最佳位置，以适应桨叶表面的不同收缩线型。长条形部分的正面和楔形部分整体采用聚氨酯材料制作。
52.固定支臂51位于横梁43左端，为上下两层形状相同、水平向外张开的上、下固定窄片体，利用其内侧接触、限制桨叶的左后侧。上、下固定窄片体末端以圆柱销相连，起到加固作用，并提供绑带的系固受力位置。固定支臂不可旋转，但可调整其在横梁上的横向固定位置，固定支臂沿横梁长度方向的安装位置和向外张开的转角均可调并可固定，以适应不同规格桨叶的固定需求。其内侧与桨叶接触部位安装聚氨酯保护条。
53.活动支臂52位于横梁43右端，形状、结构与固定支臂51类似，活动支臂沿横梁长度方向的安装位置可调并可固定，可围绕在横梁安装位置的轴线灵活转动，但转角不固定，区别在于：（1）其上、下活动窄片体外折角度不同，以适应桨叶的外形；（2）始终可围绕固定端
旋转，角度不固定。（3）末端圆柱销非固接，而是上半部比下半部细，可缩入下方。
54.弹簧机构53连接在活动支臂52的圆柱销下方，由与圆柱销连接的伸缩杆和柱状螺旋弹簧组成。伸缩杆底端有一圆金属系环，系有尼龙牵引绳。平时螺旋弹簧会将伸缩杆向上顶，使圆柱销保持与活动支臂的闭合。尼龙绑带可以贴紧桨叶正面、两端分别套在固定支臂和活动支臂的圆柱销上半部；当在牵引绳上作用足够大的向下的拉力时，伸缩杆向下压缩弹簧、带动活动支臂圆柱销下行，圆柱销上部与活动支臂之间产生足够间隙，使套在圆柱销上部的绑带脱出。
55.平台41的右侧有内、外侧滑轮座61、62，安装在门型靠背4的底部正面。两滑轮座并列，形式相同，分别用于承接上方弹簧机构垂下的两根牵引绳。每个滑轮座均有前后固定的两个滑轮，牵引绳从滑轮座的后滑轮穿入、从前滑轮前端向下穿出。
56.更进一步地，为了让使用人员更清楚地了解当前装置和桨叶的侧向倾转角度以及与预定目标的偏离程度，可在门型靠背4的背后中线上设置带有顶紧螺丝的激光指示器固定座，激光指示器发射的光点在船底板上可见，可为使用人员判断角度提供参考。
57.更进一步地，本装置的固定支臂与活动支臂形状有差异，弹簧机构偏置于右侧，相应对桨叶的放置朝向也有要求。桨叶的厚端应接触固定支臂，薄端应接触活动支臂。为防止桨叶朝向放置错误，可在装置的门型靠背4等合适位置设置醒目标记。
58.更进一步地，为了方便桨叶在装置上的放置和定位，在默认以左侧（固定支臂侧）作为定位端的情况下，可在门型靠背4的左侧框架上的中间高度设置水平向前伸出的横档，操作时可将桨叶厚缘（左侧面）倚靠在该横档上，再调整其与背面顶块和支臂的贴合。
59.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。