專利名稱：氣動(dòng)微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種潛艇轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代消費(fèi)觀念的提升，沿海度假已成為一種生活新時(shí)尚。目前，水下觀光是繼水上觀光、空中觀光之后的另一旅游“熱點(diǎn)”，美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)均推出了該游覽項(xiàng)目。 作為水上觀光的重要工具，觀光潛艇扮演著重要的角色。我國(guó)現(xiàn)有的觀光潛艇多為載客20 人以上的中型和大型全潛式觀光潛艇以及載客2-6人的半潛式小型觀光潛艇，全潛式的微型觀光潛艇在我國(guó)民用觀光潛艇的研發(fā)方面還處于空白階段。本氣動(dòng)微型觀光潛艇以壓縮空氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。潛艇由殼體、氣動(dòng)動(dòng)力裝置、舵裝置、液壓系統(tǒng)(實(shí)現(xiàn)潛浮、操舵和縱傾)、輔機(jī)、供配電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和生命保障系統(tǒng)。艇體中部設(shè)有座艙，座艙內(nèi)設(shè)有二人坐席。舵系均由舵葉、舵桿和操舵裝置組成。操舵裝置由舵機(jī)、轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)和操縱舵機(jī)構(gòu)等組成；舵機(jī)即操舵裝置的原動(dòng)機(jī)，通過(guò)舵機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)舵所需的功；轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)介于舵和舵機(jī)之間，可將舵機(jī)的動(dòng)力以一定的傳動(dòng)比傳遞給舵柄帶動(dòng)舵桿旋轉(zhuǎn)。在專利檢索中檢索“十字舵系統(tǒng)”、“潛艇舵”、“潛器舵”關(guān)鍵詞均沒(méi)有內(nèi)容，檢索 “船舵”關(guān)鍵詞找到20項(xiàng)專利，但只是設(shè)計(jì)舵系中單個(gè)部件，沒(méi)有對(duì)舵系的整體設(shè)計(jì)，在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料過(guò)程中了解到，對(duì)潛艇十字舵的資料比較少，因此為適應(yīng)市場(chǎng)的需要，設(shè)計(jì)一套適合微型觀光潛艇用的十字舵系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能實(shí)現(xiàn)潛艇水下轉(zhuǎn)向、升降等動(dòng)作的氣動(dòng)微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明氣動(dòng)微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)，其特征是包括舵葉、舵桿、上舵承、下舵承、舵柄、滑槽、齒條、齒輪、步進(jìn)電機(jī)、液壓缸、活塞、液壓缸活塞桿，舵葉、舵桿、下舵承、上舵承依次相連，由舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)共有兩組，兩組由舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)均由上舵承通過(guò)連桿安裝在舵柄的左右兩側(cè)，步進(jìn)電機(jī)連接齒輪，齒輪與齒條嚙合，齒條位于機(jī)座滑槽上，齒條和齒條支出桿相連，齒條支出桿、液壓缸活塞桿、 活塞、液壓缸依次相連，液壓缸與舵柄相連。本發(fā)明還可以包括1、所述的齒條支出桿和液壓缸活塞桿上安裝調(diào)整螺母。2、液壓缸與舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)相垂直布置。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于可實(shí)現(xiàn)潛艇水下轉(zhuǎn)向、升降等動(dòng)作。


圖1為本發(fā)明的布局方案圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明在潛艇內(nèi)部布局圖；圖4為本發(fā)明的裝配圖1 ；圖5為本發(fā)明的裝配圖2。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 5，十字舵系統(tǒng)正常工作時(shí)，液壓缸活塞桿8在活塞9兩側(cè)油壓差的作用下前后推進(jìn)，當(dāng)液壓缸10失效卸載后，轉(zhuǎn)為步進(jìn)電機(jī)5工作，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)5正轉(zhuǎn)、 鎖緊和卸載的狀態(tài)完成轉(zhuǎn)舵動(dòng)作。步進(jìn)電機(jī)5通過(guò)聯(lián)軸器4帶動(dòng)齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)齒輪3與齒條2的嚙合帶動(dòng)齒條2沿機(jī)座滑槽1前后行進(jìn)。齒條支出桿6與液壓缸活塞桿8 通過(guò)調(diào)整螺母7相連，同時(shí)調(diào)整螺母7還可對(duì)齒條支出桿6和液壓缸活塞桿8之間的間距進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)而調(diào)整舵葉11和舵葉20的初始位置。舵桿12、19分別通過(guò)下舵承13、18和上舵承14、17固定其軸向位置，同時(shí)舵桿12和舵桿19通過(guò)連桿16相連傳遞扭矩；齒條2 將推力傳遞至液壓缸活塞桿8后推動(dòng)舵柄15旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使舵柄15帶動(dòng)舵桿12、19和舵葉
11、20完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)力傳動(dòng)軸M穿過(guò)潛艇尾部中心；步進(jìn)電機(jī)5和步進(jìn)電機(jī)32分別為升降舵系統(tǒng)和方向舵系統(tǒng)的應(yīng)急舵機(jī)；升降舵下舵承13、18和上舵承14、17及方向舵下舵承2136 和上舵承22J8均沿潛艇橫縱剖面對(duì)稱布置在潛艇本體33左右和上下兩側(cè)；升降舵舵桿 12,19和方向舵舵桿23、27分別通過(guò)連桿16和連桿25完成連接，升降舵推舵液壓缸10和方向舵推舵液壓缸31固定在潛艇本體33內(nèi)，并分別通過(guò)活塞桿8和活塞桿30桿與升降舵舵柄15和方向舵舵柄四連接。氣動(dòng)微型觀光潛艇升降舵裝配結(jié)構(gòu)如附圖4、5所示，裝配時(shí)首先定位下舵承13、 18，找準(zhǔn)軸線位置后分別安裝舵桿12、19，而后分別安裝兩側(cè)滾子上舵承14、17。由于舵桿
12、19在上舵承14、17靠近下舵承13、18的一側(cè)呈錐形結(jié)構(gòu)，因此定位下舵承13、18后，舵桿14、17軸向定位也即確定。根據(jù)液壓缸10在潛艇本體22內(nèi)部的定位安裝舵柄15，并完成舵柄15與液壓缸活塞桿8之間的裝配關(guān)系，而后確定連桿16的初始剖面位置并連接舵桿14和舵桿17。在完成舵桿14、17在潛艇本體22內(nèi)部的定位與安裝后，即可分別安裝舵葉11和舵葉20。由于舵葉11、20沿其縱剖面對(duì)稱，因此沿其縱剖面分別安裝舵葉11和舵葉20整體的1/2，通過(guò)鎖緊螺母21和鎖緊螺母23固定后，采用焊接的形式分別完成舵葉 11、20整片的安裝。本發(fā)明是實(shí)現(xiàn)潛艇水下轉(zhuǎn)向、升降等動(dòng)作的重要裝置，直接影響潛艇水下操行性能。十字舵系統(tǒng)由方向舵系統(tǒng)和升降舵系統(tǒng)組成，通過(guò)各自舵機(jī)的控制運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)潛艇完成水下航向和深淺控制。同時(shí)十字舵系統(tǒng)的舵機(jī)需具有較強(qiáng)的生命力，即主舵機(jī)失效時(shí)可切換至備用舵機(jī)工作。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)以上功能的方案為1.考慮到方向舵與升降舵舵葉呈90°布置在潛艇尾部，且兩側(cè)舵葉需保證聯(lián)動(dòng)， 因此十字舵舵桿回轉(zhuǎn)中心線亦呈90°布置在潛艇尾部?？紤]到氣動(dòng)微型觀光潛艇是水滴型
4潛艇，尾部的潛艇外形應(yīng)與方向舵及升降舵的舵葉縱剖面呈對(duì)稱布置，舵桿軸線也在此剖面上，為避免十字舵系統(tǒng)的舵桿以無(wú)彎曲的直桿形式布置在潛艇尾部時(shí)將與潛艇主動(dòng)力傳動(dòng)軸干涉，采用連桿形式將兩側(cè)舵桿相連。根據(jù)上述要求確定十字舵系統(tǒng)布局圖方案如附圖1所示。2.舵柄將液壓缸活塞桿傳遞的推力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)舵扭矩，為避免兩舵柄干涉，需分別布置在潛艇的兩側(cè)。3.液壓舵機(jī)失效時(shí)卸載，切換至應(yīng)急舵機(jī)推動(dòng)活塞桿工作，且應(yīng)急舵機(jī)可以完成精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)角控制。
權(quán)利要求
1.氣動(dòng)微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)，其特征是包括舵葉、舵桿、上舵承、下舵承、舵柄、 滑槽、齒條、齒輪、步進(jìn)電機(jī)、液壓缸、活塞、液壓缸活塞桿，舵葉、舵桿、下舵承、上舵承依次相連，由舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)共有兩組，兩組由舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)均由上舵承通過(guò)連桿安裝在舵柄的左右兩側(cè)，步進(jìn)電機(jī)連接齒輪，齒輪與齒條嚙合，齒條位于機(jī)座滑槽上，齒條和齒條支出桿相連，齒條支出桿、液壓缸活塞桿、活塞、 液壓缸依次相連，液壓缸與舵柄相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)，其特征是所述的齒條支出桿和液壓缸活塞桿上安裝調(diào)整螺母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)，其特征是液壓缸與舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)相垂直布置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供氣動(dòng)微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)，包括舵葉、舵桿、上舵承、下舵承、舵柄、滑槽、齒條、齒輪、步進(jìn)電機(jī)、液壓缸、活塞、液壓缸活塞桿，舵葉、舵桿、下舵承、上舵承依次相連，由舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)共有兩組，兩組由舵葉、舵桿、下舵承、上舵承組成的機(jī)構(gòu)均由上舵承通過(guò)連桿安裝在舵柄的左右兩側(cè)，步進(jìn)電機(jī)連接齒輪，齒輪與齒條嚙合，齒條位于機(jī)座滑槽上，齒條和齒條支出桿相連，齒條支出桿、液壓缸活塞桿、活塞、液壓缸依次相連，液壓缸與舵柄相連。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)潛艇水下轉(zhuǎn)向、升降等動(dòng)作。
文檔編號(hào)B63G8/20GK102267550SQ20111012462
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者崔紀(jì)軍, 崔薇薇, 張旭, 曹陽(yáng), 李利維, 段延峰, 董洪川, 趙海蓉, 鄭毅, 陳濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)