一種可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于船舶推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中定距螺旋槳推進(jìn)是實(shí)現(xiàn)水面和水下船舶航行推進(jìn)方式的現(xiàn)有技術(shù)之一，定距螺旋槳雖然結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)安全，但它不能在各種工況下充分發(fā)揮其作用，實(shí)踐證明定距螺旋槳成了卡住船舶進(jìn)一步提高航速等性能的重大障礙，為了滿足現(xiàn)代船舶大型化、高速化的需求，極需一種具有強(qiáng)勁推進(jìn)力，并且能節(jié)省能源，工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的船舶航行推進(jìn)裝置，來取代現(xiàn)在廣泛采用的定距螺旋槳推進(jìn)裝置。
[0003]然而變距螺旋槳作為一種新型的推進(jìn)系統(tǒng)，在船舶推進(jìn)中的比重逐年擴(kuò)大，傳統(tǒng)的變距螺旋槳推進(jìn)器尺寸都比較小，為達(dá)到一定推力，轉(zhuǎn)速高，增加了空泡效應(yīng)，使螺旋槳腐蝕加快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:提供一種加大了螺旋槳的尺寸，使其環(huán)繞于體周，且可調(diào)節(jié)螺距角，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向、升沉和側(cè)移，進(jìn)而提高螺旋槳的推進(jìn)效率的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，包括設(shè)于水下航行體體周的固定支架，設(shè)于所述固定支架上的驅(qū)動電機(jī)，與所述驅(qū)動電機(jī)輸出端固定連接的轉(zhuǎn)動支架，若干個(gè)設(shè)于所述轉(zhuǎn)動支架上的驅(qū)動磁鐵，以及設(shè)于所述轉(zhuǎn)動支架外側(cè)、并通過從動支架與所述驅(qū)動電機(jī)輸出端轉(zhuǎn)動連接的槳轂;在所述槳轂外側(cè)通過舵機(jī)固定有若干個(gè)槳葉，在所述槳轂內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個(gè)與所述驅(qū)動磁鐵一一對應(yīng)設(shè)置的從動磁鐵，所述驅(qū)動電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動支架上的驅(qū)動磁鐵轉(zhuǎn)動，同時(shí)驅(qū)動磁鐵和從動磁鐵間的磁力帶動槳轂上的槳葉旋轉(zhuǎn);所述槳轂內(nèi)還設(shè)置有單片機(jī)，所述單片機(jī)與所述舵機(jī)電連接，用于控制舵機(jī)和接收舵機(jī)反饋信號。
[0006]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述轉(zhuǎn)動支架上設(shè)有一激光信號發(fā)射裝置，在所述槳轂內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述激光信號發(fā)射裝置對應(yīng)設(shè)置的激光信號接收裝置。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述驅(qū)動磁鐵和所述從動磁鐵均選自N極或S極磁鐵，且所述轉(zhuǎn)動支架上的N極、S極磁鐵和所述槳轂內(nèi)側(cè)的N極、S極磁鐵均交替布置。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述轉(zhuǎn)動支架由若干個(gè)一端與所述驅(qū)動電機(jī)輸出端固定連接、且徑向設(shè)置的連桿組成，所述驅(qū)動磁鐵固定于所述連桿的另一端上。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述連桿、驅(qū)動磁鐵和從動磁鐵的個(gè)數(shù)均為12個(gè)。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述槳轂外側(cè)設(shè)有8個(gè)槳葉。
[0011]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述驅(qū)動電機(jī)為伺服電機(jī)。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述槳轂外表面呈流線型設(shè)置。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明通過舵機(jī)改變槳葉的方向，從而改變螺距，實(shí)現(xiàn)快速倒車而避免采用反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以保證驅(qū)動電機(jī)在任何工況下發(fā)出全功率，大大增加了船舶的機(jī)動性和經(jīng)濟(jì)性； 2.本發(fā)明槳轂和艇體完全獨(dú)立，槳轂及艇內(nèi)各部件分開設(shè)置，方便拆裝、檢修、維護(hù)；
3.本發(fā)明噪音小可應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，亦可運(yùn)用于潛艇輔助動力、潛艇救援、海洋打撈，在航行體內(nèi)搭載海洋傳感器(熱電偶、鹽度計(jì)、濁度計(jì)、溶解氧傳感器等)，可應(yīng)用于海洋探測等許多方面；
4.本發(fā)明還可以應(yīng)用到水下觀測網(wǎng)絡(luò)中，作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行探測，合理設(shè)置通訊模塊，采用多個(gè)推進(jìn)器組成團(tuán)隊(duì)，協(xié)同作業(yè)也是未來作品發(fā)展的良好前景。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)后視圖；
圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)立體圖。
[0015]其中:1、固定支架;2、驅(qū)動電機(jī);3、轉(zhuǎn)動支架;4、驅(qū)動磁鐵;5、從動支架;6、槳轂;7、
舵機(jī);8、槳葉;9、激光信號發(fā)射裝置;10、激光信號接收裝置。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照圖1至3所示，一種可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，包括設(shè)于水下航行體體周的固定支架1，設(shè)于固定支架I上的驅(qū)動電機(jī)2(該驅(qū)動電機(jī)2為伺服電機(jī))，與驅(qū)動電機(jī)2輸出端固定連接的轉(zhuǎn)動支架3，12個(gè)設(shè)于轉(zhuǎn)動支架3上的驅(qū)動磁鐵4，設(shè)于轉(zhuǎn)動支架3外側(cè)、并通過從動支架5與驅(qū)動電機(jī)2輸出端轉(zhuǎn)動連接的槳轂6(該槳轂6外表面呈流線型設(shè)置)，以及設(shè)于槳轂6內(nèi)的單片機(jī);在槳轂6外側(cè)通過舵機(jī)7固定有8個(gè)槳葉8，在槳轂6內(nèi)側(cè)設(shè)有12個(gè)與驅(qū)動磁鐵4 一一對應(yīng)設(shè)置的從動磁鐵(圖上未畫出)，驅(qū)動電機(jī)2帶動轉(zhuǎn)動支架3上的驅(qū)動磁鐵4轉(zhuǎn)動，同時(shí)驅(qū)動磁鐵4和從動磁鐵間的磁力帶動槳轂6上的槳葉8旋轉(zhuǎn)，且單片機(jī)與舵機(jī)7電連接。
[0018]本發(fā)明在轉(zhuǎn)動支架3上設(shè)有一激光信號發(fā)射裝置9，在槳轂6內(nèi)側(cè)設(shè)有與激光信號發(fā)射裝置9對應(yīng)設(shè)置的激光信號接收裝置10，用于檢測槳葉8的偏轉(zhuǎn)角度，及時(shí)反饋信息到單片機(jī)上，可配合單片機(jī)進(jìn)行水下推進(jìn)時(shí)的微調(diào)，避免較小的誤差對推進(jìn)系統(tǒng)的損壞，可提高產(chǎn)品的使用壽命，降低成本。
[0019]本發(fā)明的驅(qū)動磁鐵4和從動磁鐵均選自N極或S極磁鐵，且轉(zhuǎn)動支架3上的N極、S極磁鐵和槳轂6內(nèi)側(cè)的N極、S極磁鐵均交替布置。
[0020]本發(fā)明的轉(zhuǎn)動支架3由12個(gè)一端與驅(qū)動電機(jī)2輸出端固定連接、且徑向設(shè)置的連桿組成，驅(qū)動磁鐵4固定于連桿的另一端上。
[0021]單片機(jī)控制系統(tǒng):本發(fā)明槳轂6內(nèi)和艇內(nèi)的單片機(jī)均采用freescale的MC9S08AW60單片機(jī)，艇內(nèi)單片機(jī)控制驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動并接收地面指令，同時(shí)槳轂內(nèi)單片機(jī)與艇內(nèi)單片機(jī)通過無線信號連接，通過槳轂6內(nèi)單片機(jī)的預(yù)設(shè)程序產(chǎn)生PffM波控制舵機(jī)的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)自由、方便、靈活改變螺距角，且每個(gè)艇體上安裝偶數(shù)個(gè)槳轂6，以克服每個(gè)槳轂6旋轉(zhuǎn)時(shí)對艇體產(chǎn)生的反向扭轉(zhuǎn)力矩。通過舵機(jī)7、單片機(jī)、驅(qū)動電機(jī)提供的信號和動力對槳葉的角度進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到不需要調(diào)整驅(qū)動電機(jī)正反轉(zhuǎn)，就能實(shí)現(xiàn)水下推進(jìn)過程中的前進(jìn)和后退，而且角度調(diào)整的大小同時(shí)可實(shí)現(xiàn)推進(jìn)力的大小，使用方便，操作簡單。常規(guī)推進(jìn)系統(tǒng)通過調(diào)整驅(qū)動電機(jī)正反轉(zhuǎn)會出現(xiàn)動力損失大;對驅(qū)動裝置的要求高，具有成本高的問題。
[0022]同時(shí)本發(fā)明的艇內(nèi)電力系統(tǒng)和槳轂電力系統(tǒng)，兩系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，互不影響，且槳葉8采用翼型為NACA0012的外形，由(防水)舵機(jī)7直接驅(qū)動，安裝方便、效率高、方便操控，且槳葉翼展不超過0.3倍艇體最大直徑，槳葉弦長不超過艇體直徑的60%。
[0023]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)于水下航行體體周的固定支架，設(shè)于所述固定支架上的驅(qū)動電機(jī)，與所述驅(qū)動電機(jī)輸出端固定連接的轉(zhuǎn)動支架，若干個(gè)設(shè)于所述轉(zhuǎn)動支架上的驅(qū)動磁鐵，以及設(shè)于所述轉(zhuǎn)動支架外側(cè)、并通過從動支架與所述驅(qū)動電機(jī)輸出端轉(zhuǎn)動連接的槳轂； 所述槳轂內(nèi)還設(shè)置有單片機(jī)，所述單片機(jī)與所述舵機(jī)電連接，用于控制舵機(jī)和接收舵機(jī)反饋信號； 在所述槳轂外側(cè)通過舵機(jī)固定有若干個(gè)槳葉，在所述槳轂內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個(gè)與所述驅(qū)動磁鐵--對應(yīng)設(shè)置的從動磁鐵，所述驅(qū)動電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動支架上的驅(qū)動磁鐵轉(zhuǎn)動，同時(shí)驅(qū)動磁鐵和從動磁鐵間的磁力帶動槳轂上的槳葉旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)動支架上設(shè)有一激光信號發(fā)射裝置，在所述槳轂內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述激光信號發(fā)射裝置對應(yīng)設(shè)置的激光信號接收裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動磁鐵和所述從動磁鐵均選自N極或S極磁鐵，且所述轉(zhuǎn)動支架上的N極、S極磁鐵和所述槳轂內(nèi)側(cè)的N極、S極磁鐵均交替布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動支架由若干個(gè)一端與所述驅(qū)動電機(jī)輸出端固定連接、且徑向設(shè)置的連桿組成，所述驅(qū)動磁鐵固定于所述連桿的另一端上。5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述連桿、驅(qū)動磁鐵和從動磁鐵的個(gè)數(shù)均為12個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述槳轂外側(cè)設(shè)有8個(gè)槳葉。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動電機(jī)為伺服電機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述槳轂外表面呈流線型設(shè)置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可變距水下推進(jìn)系統(tǒng)，包括設(shè)于水下航行體體周的固定支架，設(shè)于固定支架上的驅(qū)動電機(jī)，與驅(qū)動電機(jī)輸出端固定連接的轉(zhuǎn)動支架，若干個(gè)設(shè)于轉(zhuǎn)動支架上的驅(qū)動磁鐵，以及設(shè)于轉(zhuǎn)動支架外側(cè)、并通過從動支架與驅(qū)動電機(jī)輸出端轉(zhuǎn)動連接的槳轂；在槳轂外側(cè)通過舵機(jī)固定有若干個(gè)槳葉，在所述槳轂內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個(gè)與所述驅(qū)動磁鐵一一對應(yīng)設(shè)置的從動磁鐵，驅(qū)動電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動支架上的驅(qū)動磁鐵轉(zhuǎn)動，同時(shí)驅(qū)動磁鐵和從動磁鐵間的磁力帶動槳轂上的槳葉旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明通過舵機(jī)改變槳葉的方向，從而改變螺距，實(shí)現(xiàn)快速倒車而避免采用反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以保證驅(qū)動電機(jī)在任何工況下發(fā)出全功率，大大增加了船舶的機(jī)動性和經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】B63H3/06
【公開號】CN105539794
【申請?zhí)枴緾N201610098104
【發(fā)明人】叢文超, 孫一鳴, 余偉, 許曉欽, 邵謙
【申請人】張家港江蘇科技大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月23日