專利名稱：對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利屬于水下推進(jìn)器(系統(tǒng))，區(qū)別于現(xiàn)行的螺旋槳、噴 氣(水)式水下推進(jìn)器(系統(tǒng))，是一種仿魚尾擺動(dòng)的水下推進(jìn)器。
背景技術(shù)：
如何利用仿魚尾的擺動(dòng)來推動(dòng)船體前進(jìn)的技術(shù)正受到國內(nèi)外專業(yè)人 士的關(guān)注，各種機(jī)器魚的研制也正方興未艾。但是要想讓船，尤其是大船， 像真正的魚兒一樣在水中靈活、敏捷的游動(dòng)，目前的仿生技術(shù)恐怕還有相 當(dāng)長的路要走。
眾所周知，魚類(含水中動(dòng)物)主要是靠尾部擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流來
推動(dòng)軀體前進(jìn)的；而渦流的推力是很復(fù)雜的，如果把魚看成是剛性的，從 圖3的A部分的受力分析可以看出，渦流的推力還將對(duì)軀體產(chǎn)生橫向推力 Fx ，使軀體在前進(jìn)時(shí)發(fā)生左右搖擺(即產(chǎn)生振動(dòng))。魚顯然是利用了自 身軀體的柔軟性以改變身體的曲線來適應(yīng)渦流的作用，而對(duì)于剛性的船 體，如何克服這種振動(dòng)，這正是本實(shí)用新型以解決的技術(shù)難點(diǎn)問題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型正是針對(duì)目前存在的技術(shù)難題，提出一種對(duì)稱式仿魚尾 擺動(dòng)水下推進(jìn)器，以有效克服單(仿魚尾)擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，提高推進(jìn)速度。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括 有動(dòng)力系統(tǒng)、偏心連桿機(jī)構(gòu)、搖臂、傳動(dòng)軸、兩組傘齒輪副、兩根輸出軸和兩副仿魚尾式搖鰭；所述動(dòng)力系統(tǒng)的輸出軸連接偏心連桿機(jī)構(gòu)，偏心連 桿機(jī)構(gòu)將動(dòng)力系統(tǒng)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；再經(jīng)搖臂轉(zhuǎn)換成軸 的有限轉(zhuǎn)動(dòng)，所述偏心連桿機(jī)構(gòu)的輸出連接搖臂，搖臂固接在傳動(dòng)軸上， 傳動(dòng)軸的兩端分別固接傘齒輪副，傘齒輪副又分別固接一根輸出軸，兩輸 出軸上分別安裝一副仿魚尾式搖鰭。
所述偏心連桿機(jī)構(gòu)包括偏心軸連桿和第一、第二、第三搖動(dòng)連桿，偏 心軸連桿連接在動(dòng)力系統(tǒng)的輸出端,第一搖動(dòng)連桿的一端與偏心軸連桿相 對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)的輸出中心偏心端連接，另一端連接第二搖動(dòng)連桿，將偏心 軸連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)變成第二搖動(dòng)連桿的水平直線往復(fù)運(yùn)動(dòng);第二搖動(dòng)連桿的另 一端與第三搖動(dòng)連桿連接；第三搖動(dòng)連桿的另一端與搖臂連接，搖臂的另 一端與傳動(dòng)軸固接，將第二連桿的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成軸的在0 180度 之間的來回轉(zhuǎn)動(dòng)。也可將第二和第三搖動(dòng)連桿省略，即將第一搖動(dòng)連桿的 另一端直接與搖臂連接，也可實(shí)現(xiàn)前述功能。傳動(dòng)軸和輸出軸都分別通過 軸承及軸承座或軸套安裝在底座上。
所述傘齒輪副由兩個(gè)傘齒輪以轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心線為參考線，呈90度夾角 相互嚙合而成，固接在傳動(dòng)軸兩端的為主動(dòng)傘齒輪，被動(dòng)傘齒輪則分別固 接一根輸出軸。
工作時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)力，帶動(dòng)偏心連桿機(jī)構(gòu)，由偏心連桿機(jī)構(gòu) 將(圓周運(yùn)動(dòng))轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成搖臂和傳動(dòng)軸在有限角度之間(0 180度之 間)的轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩傳動(dòng)軸上的傘齒輪副，使兩輸出軸同時(shí)形成相 向或相反轉(zhuǎn)動(dòng)，即對(duì)稱式轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)其上的仿魚尾作對(duì)稱式擺動(dòng)。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)勢1、 消除了振動(dòng)從(圖3)的A和B的受力分析可以看出，通過設(shè)
置仿魚尾的對(duì)稱式轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)船體而言，對(duì)稱式仿魚尾(鰭)作對(duì)稱式擺動(dòng)
時(shí)必將形成對(duì)稱式渦流，其產(chǎn)生的橫向推力Fx的影響，皮抵消，振動(dòng)被消 除，而剩下了前進(jìn)的推力Fy，這是對(duì)現(xiàn)行技術(shù)的重大改革和突破
2、 節(jié)能仿魚尾擺動(dòng)時(shí)渦流所產(chǎn)生的推力效率高于螺旋槳所產(chǎn)生的 推力效率，這一理論已為各國科學(xué)家證實(shí)。
3、 低噪音由于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)是在低速狀態(tài)下運(yùn)行(擺動(dòng)頻率遠(yuǎn)小于轉(zhuǎn) 動(dòng)頻率)，故噪音很小。
4、 無尾跡而具有很大的隱蔽性。
5、 結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，具有現(xiàn)實(shí)性。
6、 易于實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖2是圖1的后視圖3是本實(shí)用新型安裝到船上的渦流產(chǎn)生的推力分解示意圖； 圖4是本實(shí)用新型安裝到船上的示意圖； 圖5是本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)舵機(jī)合一的原理圖。
具體實(shí)施方式

參見圖2和圖3，本機(jī)構(gòu)主要由動(dòng)力系統(tǒng)(虛線所示，可為電機(jī)，也 可為其他動(dòng)力機(jī)構(gòu))、偏心軸連桿l、第一、第二和第三搖動(dòng)連桿2、 3和 4 (2、 3、 4可為一體)、搖臂5、第一、第二主動(dòng)傘齒輪6、 13和第一、 第二被動(dòng)傘齒輪8、 14，傳動(dòng)軸7，第一輸出軸9、第二輸出軸15，第一軸套IO、第二軸套16、底座17、軸承及軸承座11和12、仿魚尾式搖鰭 18等構(gòu)成。其中第一、第二主動(dòng)傘齒輪6、 13分別與第一、第二被動(dòng)傘 齒輪8與14嚙合，并且它們完全相同，第一和第二輸出軸9與15也完全 相同，搖臂5、第一和第二主動(dòng)傘齒輪6、 13固接在傳動(dòng)軸7上，第一、 第二被動(dòng)傘齒輪8、 14分別固接在第一和第二輸出軸9、 15上。
工作時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)力，帶動(dòng)偏心軸連桿1轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)經(jīng)第一、 第二和第三搖動(dòng)連桿2、 3、 4帶動(dòng)搖臂5、使傳動(dòng)軸7作有限角度(0 180度之間)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)第一、第二主動(dòng)傘齒輪6、 13分別耦合至第一、第 二被動(dòng)傘齒輪8與14嚙合，使第一和第二輸出軸9與15同時(shí)成相向或相 反轉(zhuǎn)動(dòng)，即對(duì)稱式轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)其上的仿魚尾(鰭)作對(duì)稱式擺動(dòng)，從而 實(shí)現(xiàn)對(duì)船體的推進(jìn)。
上述結(jié)構(gòu)中，根據(jù)實(shí)際需要，也可將第二和第三搖動(dòng)連桿3、 4省略， 即將第一搖動(dòng)連桿2的另一端直接與搖臂5連接，也可實(shí)現(xiàn)前述功能。
本機(jī)構(gòu)可作縱向或橫向排列，均為偶數(shù)，以實(shí)現(xiàn)大功率輸出。參見 圖4，在船19上縱向、橫向排四套推進(jìn)器20。
參見圖5，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)舵機(jī)合一，即整機(jī)繞水平軸21轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，可簡化操作系統(tǒng)；并可減小轉(zhuǎn)彎半徑，極大的提高船的靈活性 和機(jī)動(dòng)性。
權(quán)利要求1、對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器，其特征在于其包括有動(dòng)力系統(tǒng)、偏心連桿機(jī)構(gòu)、搖臂、傳動(dòng)軸、兩組傘齒輪副、兩根輸出軸和兩副仿魚尾式搖鰭；所述動(dòng)力系統(tǒng)的輸出軸連接偏心連桿機(jī)構(gòu)，偏心連桿機(jī)構(gòu)將動(dòng)力系統(tǒng)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述偏心連桿機(jī)構(gòu)的輸出連接搖臂，搖臂固接在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸的兩端分別固接傘齒輪副，傘齒輪副又分別固接一根輸出軸，兩輸出軸上分別安裝一副仿魚尾式搖鰭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器，其特征在 于所述偏心連桿機(jī)構(gòu)包括偏心軸連桿(1)和第一搖動(dòng)連桿(2)，偏心 軸連桿(1)連接在動(dòng)力系統(tǒng)(1)的輸出端，第一搖動(dòng)連桿(2)的一端 與偏心軸連桿(1)相對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)(1)的輸出中心偏心端連接，另一端 連接搖臂(5);傳動(dòng)軸和輸出軸都分別通過軸承及軸承座或軸套安裝在底 座上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器，其特征在 于所述第一搖動(dòng)連桿(2)后端還連接第二搖動(dòng)連桿(3)，第二搖動(dòng)連 桿(3)再與搖臂(5)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器，其特征在 于所述第二搖動(dòng)連桿(3)后端還連接第三搖動(dòng)連桿(4)，第三搖動(dòng)連 桿(4)再與搖臂(5)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4之任一項(xiàng)所述的對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器， 其特征在于所述傘齒輪副由兩個(gè)傘齒輪以軸心線為參考線互呈90度夾 角相互嚙合而 成，連接在傳動(dòng)軸兩端的為主動(dòng)傘齒輪，被動(dòng)傘齒輪則分別固接一根輸出軸。
6、根據(jù)權(quán)利要求1-4之任一項(xiàng)所述的對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器， 其特征在于所述動(dòng)力系統(tǒng)為電機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種對(duì)稱式仿魚尾擺動(dòng)水下推進(jìn)器，其包括有動(dòng)力系統(tǒng)、偏心連桿機(jī)構(gòu)、搖臂、傳動(dòng)軸、兩組傘齒輪副、兩根輸出軸和兩副仿魚尾式搖鰭；所述動(dòng)力系統(tǒng)的輸出軸連接偏心連桿機(jī)構(gòu)，偏心連桿機(jī)構(gòu)將動(dòng)力系統(tǒng)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述偏心連桿機(jī)構(gòu)的輸出連接搖臂，搖臂固接在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸的兩端分別固接傘齒輪副，傘齒輪副又分別固接一根輸出軸，兩輸出軸上分別安裝一副仿魚尾式搖鰭。本實(shí)用新型能有效克服單(仿魚尾)擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，提高推進(jìn)速度。
文檔編號(hào)B63H1/36GK201296374SQ20082009959
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者楊正風(fēng), 江克堅(jiān) 申請(qǐng)人:楊正風(fēng)