技术领域
[0001] 本
发明涉及一种推进器,特别涉及一种水中推进器。
背景技术
[0002] 现今水上船只使用的机械推进装置主要有明轮和螺旋桨两种。其中明轮利用自身转动带动上面的
叶片拨水来推进
船舶。明轮推进器比桨、橹等推进工具前进一步,但是,它结构笨重、效率低,特别是遇到
风浪时尤其如此。螺旋桨是指靠桨叶旋转将
发动机转动功率转化为推进
力的装置,有两个或较多的桨叶与毂相连,桨叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。当船体前进速度较小时螺旋桨的效率很低。
发明内容
[0003] 为解决上述问题,本发明提供一种水中推进器,
[0004] 本发明的技术方案如下:
[0005] 本发明提供一种水中推进器,用于推进船只,其特征在于,具有:提供动力的动力部;与动力部连接的传动部;与传动部连接的推进部,将动力部的动力转化为推力;将传动部和推进部安装于船只的底部的安装部,其中,传动部包括
主轴和与主轴固定连接的
支架环,推进部包括中心对称设置的至少两片叶片,与叶片相对应,用于安装叶片的转动限制单元,转动限制单元用于限制叶片在平行于主轴与垂直于主轴的90度范围内转动。
[0006] 另外,本发明的水中推进器,还可以具有这样的特征:其中,转动限制单元包括用于安装叶片的叶轴,与叶轴连接的两个转接头,与两个转接头分别连接的两个
连接杆,与两个连接杆分别连接的两个滑动环。叶轴转动连接于支架环的外周,叶轴具有两个互相垂直的限位片,两个转接头一端转动连接于限位片上,另一端转动连接于滑动环上。滑动环位于支架环的两侧并且滑动连接于主轴上。
[0007] 另外,本发明的水中推进器,还可以具有这样的特征:其中,两个连接杆与滑动环之间为球头连接。
[0008] 另外,本发明的水中推进器,还可以具有这样的特征:其中,至少两个叶片组成一个整圆。
[0009] 另外,本发明的水中推进器,还可以具有这样的特征:其中,叶片的数量为六个,分别安装于六个叶轴上。
[0010] 发明的作用与效果
[0011] 根据本发明的水中推进器,一方面,由于采用了以主轴带动叶片开闭进行划水的技术方案,因此体积比明轮小,结构更加轻巧。可直接安装于船底使用。另一方面,由于叶片对称设置,因此
稳定性更高。并且由于叶片开合为脉冲式的划水,无需像螺旋桨一样连续转动,因此在船只低速运行中更加节省
能量,效率更高。
附图说明
[0012] 图1是本发明的水中推进器的打开状态的示意图;
[0013] 图2是本发明的水中推进器的闭合状态的示意图;
[0014] 图3是图1中A区域的局部放大图;
[0015] 图4是本发明的水中推进器的叶轴、转接头与连接杆的连接示意图;以及[0016] 图5是图4中的转接头与叶轴的爆炸图。
[0017] 附图标记如下:
[0018] 叶片:101,主轴:102,支架环:103,叶轴104,前滑动环105,第一限位片107,第二转接头108,后滑动环:109,第二限位片110,第一连接杆111,第二连接杆:112,第一转接头113。
具体实施方式
[0020] 以下结合附图对本发明做详细阐述。
[0021] 图1是本发明的水中推进器的打开状态的示意图,如图1所示,水中推进器100,具有六个叶片101,主轴102以及位于图中A区域内的转动限制单元,六个叶片101均匀分布在主轴102的周围。叶片101所在的平面平行于主轴,此状态为叶片101的打开状态。水中推进器100还具有安装部(图中未显示),用于将水中推进器100安装于船只底部,主轴102安装于安装部上且能够相对于安装部前后运动。主轴方向与船只前进方向平行。水中推进器100还具有动力部(图中未显示),可采用发动机或人力通过杠杆带动主轴前后运动。
[0022] 图2是本发明的水中推进器100的闭合状态的示意图,如图2所示,六个叶片101所在的平面垂直于主轴102,并且6个叶片的交界处互相重合,没有空隙,此状态为叶片的关闭状态。当叶片101从打开状态运动至关闭状态的过程中,叶片划水,推动船只前进。
[0023] 图3是图1中A区域的局部放大图,如图3所示,支架环103固定安装于主轴102上,滑动环有两个,分别为前滑动环105和后滑动环109,两个滑动环滑动安装于主轴102上,分别位于支架环103的两侧。叶片101固定安装于叶轴104上,叶轴104可转动的并且垂直的安装在支架环103的外周。如图4所示,叶轴的上端安装有相互垂直的两个限位片,每个限位片均与一个转接头相连接,转接头与限位片之间为转动连接。如图4和图5所示,两个限位片分别为第一限位片107和第二限位片110,两个转接头分别为第一转接头113和第二转接头108,第一转接头113与第一连接杆111相连接,第二转接头108与第二连接杆112相连接。当叶轴104与第一转接头113位于图4中所示的
位置时,叶片101处于关闭状态。叶轴104上的第一限位片107与第一转接头113之间为转动连接,当叶轴104从图4中的位置顺
时针转动90度时,第一转接头113沿着第一限位片107逆时针转动90度之后被叶轴104卡住,使得叶轴104无法再顺时针转动,此时叶片101达到打开状态。当叶片101从打开状态转为关闭状态时,叶轴
104逆时针转动,带动第二限位片110转动,第二转接头108相对第二限位片向靠近叶轴104的主体的方向转动。叶轴104逆时针转动达到90度时,第二转接头108卡住叶轴104,阻止叶轴104继续逆时针转动。
[0024] 第二连接杆112的一端与连接头108连接,另一端为球头与滑动环相连接,使得第二连接杆112与滑动环之间可以多向转动,叶片101转动过程中会带动限位片107转动,限位片107带动转接头108,进而带动连接杆112运动,连接杆112带动滑动环运动。
[0025] 为了使船前进,推进器需要满足一个运动周期中推力做的功大于水的阻力做的功,在这里我们采用
仿生学,模仿海洋
生物水母的运动方式,即通过改变运动过程中装置的受力面积,以实现船的运动。
[0026] 水中推进器100的运行过程如下:
[0027] 外部动力给予主轴102带动水中推进器100整体做前后往复运动。
[0028] 图1所示为仿水母推进器初始状态,叶片101的叶面与船体运动方向平行。
[0029] 人工或机械提供动力给主轴102,当主轴102向图1中箭头B方向运动时,叶片101因受到后方水的阻力作用,带动叶轴104旋转;于此同时,前滑动环105和后滑动环109向与主轴102运动方向相反的方向滑动;直到叶片101完全关闭并形成一个封闭的圆面,如图2所示。此时前滑动环105和后滑动环109向与主轴102运动方向相反的方向的滑动被限制。第一连接杆111与第一转接头113、第二转接头112与第二转接头108同时和叶轴104拉紧,限制叶片101只能作90°旋转,使得叶片能够保持如图2所示的封闭圆面,水中推进器100整体保持上述状态,主轴102继续往图1中B方向方向运动直到运动至其最大冲程,叶片101向B方向推水使船只向与B方向相反的方向运动,为船只运动提供动力。
[0030] 当叶片完成动力提供后,主轴102作回程运动,叶片101因受到前方水的阻力作用,带动叶轴104向B方向旋转;于此同时,叶片从关闭状态打开,前滑动环105和后滑动环112向与主轴运动方向相反的方向运动;叶片101打开,直到叶面与船体运动方向平行,回到如图1所示的初始状态。
[0031] 水中推进器100整体保持上述位置,以最小阻力的状态继续往前运动,此时仿水母体不作功,完成一个回程。再次拉动主轴102重复上述推动过程,使船只不断前进。
[0032] 水中推进器100的安装:
[0033] 本发明主轴102为空心管。前后各安装一个滑动环,两个滑动环中间安装带
轴承的支架环103。
[0034] 首先,主轴102从前滑动环105处穿入,穿过支架环103后由后滑动环109处穿出。
[0035] 其次,主轴102通过安装部固定在水上设备底部上,位于水下,入水深度超过叶片101的直径,保证叶片101的整体在水中。
[0036] 最后,支架环103与主轴102相互固定;前滑动环105后滑动环109可前后滑动。
[0037] 发明的效果:
[0038] 根据本发明的水中推进器,由于采用了仿水母的推进方式,使得水中推进器的运动精确可靠,另一方面,由于采用主轴带动叶片沿叶轴转动,使得叶片转速度快,可以在低速运动时依然保持相对较高的效率。与明轮相比,本发明的体积小,不易受到风浪影响。