本發(fā)明涉及船舶推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今，可持續(xù)發(fā)展的理念和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求已經(jīng)深入人心，節(jié)能減排也在各行各業(yè)越來(lái)越受到重視，提高推進(jìn)效率是船舶領(lǐng)域節(jié)能減排的一項(xiàng)重要舉措，也是對(duì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)很好的詮釋。船舶鯨尾輪推進(jìn)器采用模擬鯨魚尾部擺動(dòng)產(chǎn)生推力的仿生學(xué)原理，具有推進(jìn)效率高，水動(dòng)力噪聲小的特點(diǎn)；船舶鯨尾輪推進(jìn)器在理論上的推進(jìn)效率在80％以上，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)器；國(guó)際上一些著名的船舶推進(jìn)器制造商已經(jīng)開始了鯨尾輪推進(jìn)器的研發(fā)，然而國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究相對(duì)空白。

基于上述背景，申請(qǐng)人提出了一種基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置，該裝置可根據(jù)不同工況調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速和葉片的擺動(dòng)規(guī)律，達(dá)到較高的推進(jìn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置，改善了該裝置的水密性和水下工作的穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置，其包括有機(jī)結(jié)合在一起的吊艙機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶動(dòng)葉片擺動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)互相協(xié)作，使葉片在回轉(zhuǎn)輪與凸輪連桿的共同作用下擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在不同工況下都能保持較高的推進(jìn)效率，提高主機(jī)輸出功率的利用率，節(jié)省燃油的消耗。

所述的帶動(dòng)葉片擺動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，布置在回轉(zhuǎn)輪與豎向轉(zhuǎn)軸之間，該帶動(dòng)葉片擺動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)由連桿、凸輪盤、凸輪滾子、扇形齒輪、圓形小齒輪和葉片連接軸組成，其中：凸輪盤設(shè)有凸輪槽，用于連桿按其軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；葉片連接軸，其一端為方形尾端，與葉片尾部中心處的方形內(nèi)孔相連，其另一端為圓形與圓形小齒輪相連；通過(guò)回轉(zhuǎn)輪與連桿共同作用控制葉片的擺動(dòng)，進(jìn)而來(lái)調(diào)整葉片的擺動(dòng)角。

所述的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，其凸輪滾子與連桿的一端相互連接布置于凸輪槽內(nèi)，連桿的另一端和扇形齒輪相連，共同被固定在回轉(zhuǎn)輪上，每個(gè)扇形齒輪都與被固定在回轉(zhuǎn)輪上的圓形小齒輪相互嚙合，圓形小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)葉片自轉(zhuǎn)擺動(dòng)，來(lái)調(diào)整葉片的擺角。

所述的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由回轉(zhuǎn)輪、豎向轉(zhuǎn)軸、橫向轉(zhuǎn)軸和嚙合相連的傘形大齒輪、傘形小齒輪組成，其中：豎向轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器與船內(nèi)主機(jī)傳動(dòng)軸相連，同時(shí)豎向轉(zhuǎn)軸的另一端與傘形小齒輪通過(guò)鍵連接，傘形大齒輪通過(guò)鍵固定在橫向轉(zhuǎn)軸上，回轉(zhuǎn)輪通過(guò)平鍵與橫向轉(zhuǎn)軸連接。

所述的防水機(jī)構(gòu)，布置在回轉(zhuǎn)輪處，該防水機(jī)構(gòu)由骨架油封及泛塞密封圈組成，其中：骨架油封和泛塞密封圈套在回轉(zhuǎn)輪上，并與吊艙上殼體和吊艙下殼體內(nèi)預(yù)留的槽道配合。

所述的吊艙機(jī)構(gòu)，主要由螺栓連接的吊艙上殼體與吊艙下殼體組成，其中：上殼體由左殼體與右殼體組成，二者通過(guò)鉚釘結(jié)合在一起。

本發(fā)明自主設(shè)計(jì)了一套完整的基于機(jī)械式的鯨尾輪推進(jìn)器傳動(dòng)裝置。并且可以很據(jù)給定的擺角曲線規(guī)律，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的鯨尾輪推進(jìn)器裝置，打破了國(guó)外對(duì)鯨尾輪推進(jìn)器技術(shù)的壟斷，具有以下主要的技術(shù)效果：

1.機(jī)械設(shè)計(jì)，適應(yīng)性強(qiáng)。

整個(gè)鯨尾輪推進(jìn)裝置都是純機(jī)械機(jī)構(gòu)，豎向轉(zhuǎn)軸通過(guò)傘形齒輪將動(dòng)力傳遞給橫向轉(zhuǎn)軸，進(jìn)而傳遞給兩側(cè)的回轉(zhuǎn)輪，吊艙內(nèi)部全部由機(jī)械裝置構(gòu)成，其水下工作狀態(tài)基本穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)，而且整個(gè)裝置都便于拆卸，維護(hù)與更換。

2.節(jié)能減排效益高。

將仿生學(xué)原理應(yīng)用到船舶推進(jìn)上，研發(fā)出仿鯨魚尾鰭擺動(dòng)產(chǎn)生推力的滾筒式擺線推進(jìn)器。葉片擺動(dòng)的規(guī)律可由回轉(zhuǎn)輪與凸輪連桿機(jī)構(gòu)共同控制根據(jù)所要求的工況進(jìn)行調(diào)整，從而改變?nèi)~片的擺動(dòng)規(guī)律，適應(yīng)更多的工況，理論推進(jìn)效率可達(dá)80％以上，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的利用率，節(jié)約了能源，具有良好的節(jié)能減排效益。

3.結(jié)構(gòu)精巧，節(jié)約空間。

基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模塊化程度高、大量節(jié)省空間，其回轉(zhuǎn)輪以及凸輪連桿等機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置在吊艙殼體兩側(cè)，中間豎向轉(zhuǎn)軸通過(guò)傘形齒輪將動(dòng)力傳遞到橫向轉(zhuǎn)軸上，在豎向轉(zhuǎn)軸上的兩側(cè)布置了回轉(zhuǎn)輪與凸輪連桿裝置，這些裝置相互配合緊密，極大地節(jié)約了吊艙內(nèi)部的空間。

4.基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)裝置，其效率比普通螺旋槳高出10％左右，提高了船舶的運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)在節(jié)能減排上也有一定的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明通過(guò)凸輪連桿機(jī)構(gòu)控制葉片的擺動(dòng)規(guī)律，根據(jù)葉片的需求的擺動(dòng)規(guī)律，即可設(shè)置相應(yīng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，很好地實(shí)現(xiàn)了葉片的擺動(dòng)規(guī)律以及在水下工作性能，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為基于機(jī)械式傳動(dòng)的鯨尾輪推進(jìn)器結(jié)構(gòu)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置回轉(zhuǎn)輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明的基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置正視圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明的基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置凸輪盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖側(cè)視圖。

圖中：1.回轉(zhuǎn)輪，2.葉片，3.連桿，4.豎向轉(zhuǎn)軸，5.橫向轉(zhuǎn)軸，6.傘形大齒輪，7.傘形小齒輪，8.凸輪槽，9.凸輪盤，10凸輪滾子，11.扇形齒輪，12.圓形小齒輪，13.葉片連接軸，14.殼體，15.吊艙上殼體，16.吊艙下殼體17.左殼體，18.右殼體，19.骨架油封及泛塞密封圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供的基于機(jī)械式傳動(dòng)的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1至圖4所示：包括有機(jī)結(jié)合在一起的吊艙機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶動(dòng)葉片擺動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)、防水機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)互相協(xié)作，使葉片在回轉(zhuǎn)輪與凸輪連桿的共同作用下按照一定規(guī)律擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在不同工況下都能保持較和修改權(quán)利要求書時(shí)的依據(jù)。)高的推進(jìn)效率，提高主機(jī)輸出功率的利用率，節(jié)省燃油的消耗。

所述的吊艙機(jī)構(gòu)14，其主要由螺栓連接的吊艙上殼體15與吊艙下殼體16組成，上殼體被分成左殼體17與右殼體18兩部分。

所述的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由回轉(zhuǎn)輪1、豎向轉(zhuǎn)軸4、橫向轉(zhuǎn)軸5、傘形大齒輪6、傘形小齒輪7組成，其中：豎向轉(zhuǎn)軸4通過(guò)聯(lián)軸器與船內(nèi)主機(jī)傳動(dòng)軸相連，同時(shí)豎向轉(zhuǎn)軸4的另一端與傘形小齒輪7通過(guò)鍵連接，傘形大齒輪6通過(guò)鍵固定在橫向轉(zhuǎn)軸5上，回轉(zhuǎn)輪1通過(guò)平鍵與橫向轉(zhuǎn)軸5連接。傘形大齒輪6與傘形小齒輪7嚙合相連，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。

所述帶動(dòng)葉片擺動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，布置在回轉(zhuǎn)輪1與豎向轉(zhuǎn)軸4之間，該帶動(dòng)葉片擺動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)由連桿3、凸輪盤9、凸輪滾子10、扇形齒輪11、圓形小齒輪12組成，其中：凸輪盤9設(shè)有凸輪槽8，用于連桿按其軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；葉片2的尾部中心處方形內(nèi)孔與葉片連接軸13方形端相連，葉片連接軸13的圓柱形端與圓形小齒輪12相連，通過(guò)回轉(zhuǎn)輪1與連桿3共同作用控制葉片2的擺動(dòng)，進(jìn)而來(lái)調(diào)整葉片2的擺動(dòng)角。

所述的防水機(jī)構(gòu)，布置在回轉(zhuǎn)輪1處，該防水機(jī)構(gòu)由骨架油封、泛塞密封圈組成，其中：骨架油封和泛塞密封圈套在回轉(zhuǎn)輪1上，并與吊艙上殼體15和吊艙下殼體16內(nèi)預(yù)留的槽道配合。

本發(fā)明提供的基于機(jī)械式傳動(dòng)的的船舶鯨尾輪推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)裝置，主要是通過(guò)凸輪連桿機(jī)構(gòu)控制葉片的擺動(dòng)規(guī)律。該裝置的具體工作過(guò)程是：豎向轉(zhuǎn)軸4通過(guò)聯(lián)軸器與安裝在船舶內(nèi)部的主機(jī)傳動(dòng)軸相連，主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)豎向轉(zhuǎn)軸4通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傘形齒輪將動(dòng)力傳遞到橫向轉(zhuǎn)軸5，帶動(dòng)橫向轉(zhuǎn)軸5兩端的回轉(zhuǎn)輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)輪1上帶動(dòng)葉片2公轉(zhuǎn)的同時(shí)帶動(dòng)連桿3按照事先設(shè)計(jì)的凸輪槽轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿3再通過(guò)扇形齒輪11與圓形小齒輪12將動(dòng)力傳給葉片2，使葉片2按照一定的規(guī)律進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行自傳運(yùn)動(dòng)，提供推力推動(dòng)船舶前進(jìn)，并維持較高的推進(jìn)效率。

以上為本發(fā)明較佳的實(shí)施方案，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能對(duì)上述實(shí)施方案方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何顯而意見的改進(jìn)、替換或變形均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。