水中推進(jìn)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種水中推進(jìn)器，用于推進(jìn)船只，其特征在于，具有：為水中推進(jìn)器提供動力的動力部；與動力部連接的傳動部；與傳動部連接的推進(jìn)部，將動力部的動力轉(zhuǎn)化為推力；將傳動部和推進(jìn)部安裝于船只的底部的安裝部，其中，傳動部包括主軸和與主軸固定連接的支架環(huán)，推進(jìn)部包括中心對稱設(shè)置的至少兩片葉片，與葉片相對應(yīng)，用于安裝葉片的轉(zhuǎn)動限制單元，轉(zhuǎn)動限制單元用于限制葉片在平行于主軸與垂直于主軸的90度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。本實用新型的水中推進(jìn)器體積比明輪小，結(jié)構(gòu)更加輕巧。
【專利說明】水中推進(jìn)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種推進(jìn)器，特別涉及一種水中推進(jìn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今水上船只使用的機(jī)械推進(jìn)裝置主要有明輪和螺旋槳兩種。其中明輪利用自身轉(zhuǎn)動帶動上面的葉片撥水來推進(jìn)船舶。明輪推進(jìn)器比槳、櫓等推進(jìn)工具前進(jìn)一步，但是，它結(jié)構(gòu)笨重、效率低，特別是遇到風(fēng)浪時尤其如此。螺旋槳是指靠槳葉旋轉(zhuǎn)將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的裝置，有兩個或較多的槳葉與轂相連，槳葉的向后一面為螺旋面或近似于螺旋面的一種船用推進(jìn)器。當(dāng)船體前進(jìn)速度較小時螺旋槳的效率很低。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述問題，本實用新型提供一種水中推進(jìn)器，
[0004]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]本實用新型提供一種水中推進(jìn)器，用于推進(jìn)船只，其特征在于，具有:提供動力的動力部；與動力部連接的傳動部；與傳動部連接的推進(jìn)部，將動力部的動力轉(zhuǎn)化為推力；將傳動部和推進(jìn)部安裝于船只的底部的安裝部，其中，傳動部包括主軸和與主軸固定連接的支架環(huán)，推進(jìn)部包括中心對稱設(shè)置的至少兩片葉片，與葉片相對應(yīng)，用于安裝葉片的轉(zhuǎn)動限制單元，轉(zhuǎn)動限制單元用于限制葉片在平行于主軸與垂直于主軸的90度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0006]另外，本實用新型的水中推進(jìn)器，還可以具有這樣的特征:其中，轉(zhuǎn)動限制單元包括用于安裝葉片的葉軸，與葉軸連接的兩個轉(zhuǎn)接頭，與兩個轉(zhuǎn)接頭分別連接的兩個連接桿，與兩個連接桿分別連接的兩個滑動環(huán)。葉軸轉(zhuǎn)動連接于支架環(huán)的外周，葉軸具有兩個互相垂直的限位片，兩個轉(zhuǎn)接頭一端轉(zhuǎn)動連接于限位片上，另一端轉(zhuǎn)動連接于滑動環(huán)上。滑動環(huán)位于支架環(huán)的兩側(cè)并且滑動連接于主軸上。
[0007]另外，本實用新型的水中推進(jìn)器，還可以具有這樣的特征:其中，兩個連接桿與滑動環(huán)之間為球頭連接。
[0008]另外，本實用新型的水中推進(jìn)器，還可以具有這樣的特征:其中，至少兩個葉片組成一個整圓。
[0009]另外，本實用新型的水中推進(jìn)器，還可以具有這樣的特征:其中，葉片的數(shù)量為六個，分別安裝于六個葉軸上。
[0010]實用新型的作用與效果
[0011]根據(jù)本實用新型的水中推進(jìn)器，一方面，由于采用了以主軸帶動葉片開閉進(jìn)行劃水的技術(shù)方案，因此體積比明輪小，結(jié)構(gòu)更加輕巧?？芍苯影惭b于船底使用。另一方面，由于葉片對稱設(shè)置，因此穩(wěn)定性更高。并且由于葉片開合為脈沖式的劃水，無需像螺旋槳一樣連續(xù)轉(zhuǎn)動，因此在船只低速運行中更加節(jié)省能量，效率更高。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1是本實用新型的水中推進(jìn)器的打開狀態(tài)的示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的水中推進(jìn)器的閉合狀態(tài)的示意圖；
[0014]圖3是圖1中A區(qū)域的局部放大圖；
[0015]圖4是本實用新型的水中推進(jìn)器的葉軸、轉(zhuǎn)接頭與連接桿的連接示意圖；以及
[0016]圖5是圖4中的轉(zhuǎn)接頭與葉軸的爆炸圖。
[0017]附圖標(biāo)記如下:
[0018]葉片:101，主軸:102，支架環(huán):103，葉軸104，前滑動環(huán)105，第一限位片107，第二轉(zhuǎn)接頭108，后滑動環(huán):109，第二限位片110，第一連接桿111，第二連接桿:112，第一轉(zhuǎn)接頭113。
【具體實施方式】
[0019]〈實施例〉
[0020]以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)闡述。
[0021]圖1是本實用新型的水中推進(jìn)器的打開狀態(tài)的示意圖，如圖1所示，水中推進(jìn)器100，具有六個葉片101，主軸102以及位于圖中A區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)動限制單元，六個葉片101均勻分布在主軸102的周圍。葉片101所在的平面平行于主軸，此狀態(tài)為葉片101的打開狀態(tài)。水中推進(jìn)器100還具有安裝部(圖中未顯示)，用于將水中推進(jìn)器100安裝于船只底部，主軸102安裝于安裝部上且能夠相對于安裝部前后運動。主軸方向與船只前進(jìn)方向平行。水中推進(jìn)器100還具有動力部(圖中未顯示)，可采用發(fā)動機(jī)或人力通過杠桿帶動主軸前后運動。
[0022]圖2是本實用新型的水中推進(jìn)器100的閉合狀態(tài)的示意圖，如圖2所示，六個葉片101所在的平面垂直于主軸102，并且6個葉片的交界處互相重合，沒有空隙，此狀態(tài)為葉片的關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)葉片101從打開狀態(tài)運動至關(guān)閉狀態(tài)的過程中，葉片劃水，推動船只前進(jìn)。
[0023]圖3是圖1中A區(qū)域的局部放大圖，如圖3所示，支架環(huán)103固定安裝于主軸102上，滑動環(huán)有兩個，分別為前滑動環(huán)105和后滑動環(huán)109，兩個滑動環(huán)滑動安裝于主軸102上，分別位于支架環(huán)103的兩側(cè)。葉片101固定安裝于葉軸104上，葉軸104可轉(zhuǎn)動的并且垂直的安裝在支架環(huán)103的外周。如圖4所示，葉軸的上端安裝有相互垂直的兩個限位片，每個限位片均與一個轉(zhuǎn)接頭相連接，轉(zhuǎn)接頭與限位片之間為轉(zhuǎn)動連接。如圖4和圖5所示，兩個限位片分別為第一限位片107和第二限位片110，兩個轉(zhuǎn)接頭分別為第一轉(zhuǎn)接頭113和第二轉(zhuǎn)接頭108，第一轉(zhuǎn)接頭113與第一連接桿111相連接，第二轉(zhuǎn)接頭108與第二連接桿112相連接。當(dāng)葉軸104與第一轉(zhuǎn)接頭113位于圖4中所示的位置時，葉片101處于關(guān)閉狀態(tài)。葉軸104上的第一限位片107與第一轉(zhuǎn)接頭113之間為轉(zhuǎn)動連接，當(dāng)葉軸104從圖4中的位置順時針轉(zhuǎn)動90度時，第一轉(zhuǎn)接頭113沿著第一限位片107逆時針轉(zhuǎn)動90度之后被葉軸104卡住，使得葉軸104無法再順時針轉(zhuǎn)動，此時葉片101達(dá)到打開狀態(tài)。當(dāng)葉片101從打開狀態(tài)轉(zhuǎn)為關(guān)閉狀態(tài)時，葉軸104逆時針轉(zhuǎn)動，帶動第二限位片110轉(zhuǎn)動，第二轉(zhuǎn)接頭108相對第二限位片向靠近葉軸104的主體的方向轉(zhuǎn)動。葉軸104逆時針轉(zhuǎn)動達(dá)到90度時，第二轉(zhuǎn)接頭108卡住葉軸104，阻止葉軸104繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動。
[0024]第二連接桿112的一端與連接頭108連接，另一端為球頭與滑動環(huán)相連接，使得第二連接桿112與滑動環(huán)之間可以多向轉(zhuǎn)動，葉片101轉(zhuǎn)動過程中會帶動限位片107轉(zhuǎn)動，限位片107帶動轉(zhuǎn)接頭108,進(jìn)而帶動連接桿112運動,連接桿112帶動滑動環(huán)運動。
[0025]為了使船前進(jìn)，推進(jìn)器需要滿足一個運動周期中推力做的功大于水的阻力做的功，在這里我們采用仿生學(xué)，模仿海洋生物水母的運動方式，即通過改變運動過程中裝置的受力面積，以實現(xiàn)船的運動。
[0026]水中推進(jìn)器100的運行過程如下:
[0027]外部動力給予主軸102帶動水中推進(jìn)器100整體做前后往復(fù)運動。
[0028]圖1所示為仿水母推進(jìn)器初始狀態(tài)，葉片101的葉面與船體運動方向平行。
[0029]人工或機(jī)械提供動力給主軸102，當(dāng)主軸102向圖1中箭頭B方向運動時，葉片101因受到后方水的阻力作用，帶動葉軸104旋轉(zhuǎn)；于此同時，前滑動環(huán)105和后滑動環(huán)109向與主軸102運動方向相反的方向滑動；直到葉片101完全關(guān)閉并形成一個封閉的圓面，如圖
2所示。此時前滑動環(huán)105和后滑動環(huán)109向與主軸102運動方向相反的方向的滑動被限制。第一連接桿111與第一轉(zhuǎn)接頭113、第二轉(zhuǎn)接頭112與第二轉(zhuǎn)接頭108同時和葉軸104拉緊，限制葉片101只能作90°旋轉(zhuǎn)，使得葉片能夠保持如圖2所示的封閉圓面，水中推進(jìn)器100整體保持上述狀態(tài)，主軸102繼續(xù)往圖1中B方向方向運動直到運動至其最大沖程，葉片101向B方向推水使船只向與B方向相反的方向運動，為船只運動提供動力。
[0030]當(dāng)葉片完成動力提供后，主軸102作回程運動，葉片101因受到前方水的阻力作用，帶動葉軸104向B方向旋轉(zhuǎn)；于此同時，葉片從關(guān)閉狀態(tài)打開，前滑動環(huán)105和后滑動環(huán)112向與主軸運動方向相反的方向運動；葉片101打開，直到葉面與船體運動方向平行，回到如圖1所示的初始狀態(tài)。
[0031]水中推進(jìn)器100整體保持上述位置，以最小阻力的狀態(tài)繼續(xù)往前運動，此時仿水母體不作功，完成一個回程。再次拉動主軸102重復(fù)上述推動過程，使船只不斷前進(jìn)。
[0032]水中推進(jìn)器100的安裝:
[0033]本實用新型主軸102為空心管。前后各安裝一個滑動環(huán)，兩個滑動環(huán)中間安裝帶軸承的支架環(huán)103。
[0034]首先,主軸102從前滑動環(huán)105處穿入，穿過支架環(huán)103后由后滑動環(huán)109處穿出。
[0035]其次，主軸102通過安裝部固定在水上設(shè)備底部上，位于水下，入水深度超過葉片101的直徑，保證葉片101的整體在水中。
[0036]最后，支架環(huán)103與主軸102相互固定；前滑動環(huán)105后滑動環(huán)109可前后滑動。
[0037]實用新型的效果:
[0038]根據(jù)本實用新型的水中推進(jìn)器，由于采用了仿水母的推進(jìn)方式，使得水中推進(jìn)器的運動精確可靠，另一方面，由于采用主軸帶動葉片沿葉軸轉(zhuǎn)動，使得葉片轉(zhuǎn)速度快，可以在低速運動時依然保持相對較高的效率。與明輪相比，本實用新型的體積小，不易受到風(fēng)浪影響。
【權(quán)利要求】
1.一種水中推進(jìn)器，用于推進(jìn)船只，其特征在于，具有: 提供動力的動力部； 與所述動力部連接的傳動部； 與所述傳動部連接的推進(jìn)部，將所述動力部的動力轉(zhuǎn)化為推力； 將所述傳動部和所述推進(jìn)部安裝于所述船只的底部的安裝部， 其中，所述傳動部包括主軸和與所述主軸固定連接的支架環(huán)， 所述推進(jìn)部包括中心對稱設(shè)置的至少兩片葉片，與所述葉片相對應(yīng)，用于安裝所述葉片的轉(zhuǎn)動限制單元，所述轉(zhuǎn)動限制單元用于限制葉片在平行于所述主軸與垂直于所述主軸的90度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的水中推進(jìn)器，其特征在于: 其中，所述轉(zhuǎn)動限制單元包括用于安裝葉片的葉軸，與所述葉軸連接的兩個轉(zhuǎn)接頭，與兩個所述轉(zhuǎn)接頭分別連接的兩個連接桿，與兩個所述連接桿分別連接的兩個滑動環(huán)， 所述葉軸轉(zhuǎn)動連接于所述支架環(huán)的外周，所述葉軸具有兩個互相垂直的限位片，所述兩個轉(zhuǎn)接頭一端轉(zhuǎn)動連接于所述限位片上，另一端轉(zhuǎn)動連接于所述滑動環(huán)上， 所述滑動環(huán)位于所述支架環(huán)的兩側(cè)并且滑動連接于所述主軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中推進(jìn)器，其特征在于: 其中，所述兩個連接桿與所述滑動環(huán)之間為球頭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中推進(jìn)器，其特征在于: 其中，所述至少兩個葉片組成一個整圓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水中推進(jìn)器，其特征在于: 其中，所述葉片的數(shù)量為六個，分別安裝于六個所述葉軸上。
【文檔編號】B63H1/32GK203780781SQ201420117324
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】施小明, 翟雨, 周浩, 鄒世程, 楊成旭, 顏雄亮 申請人:上海理工大學(xué)