CN102267550B

CN102267550B - 气动微型观光潜艇十字舵系统

Info

Publication number: CN102267550B
Application number: CN 201110124626
Authority: CN
Inventors: 张旭; 陈涛; 郑毅; 段延峰; 董洪川; 崔薇薇; 曹阳; 赵海蓉; 崔纪军; 李利维
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2031-05-13
Also published as: CN102267550A

Abstract

本发明的目的在于提供气动微型观光潜艇十字舵系统，包括舵叶、舵杆、上舵承、下舵承、舵柄、滑槽、齿条、齿轮、步进电机、液压缸、活塞、液压缸活塞杆，舵叶、舵杆、下舵承、上舵承依次相连，由舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构共有两组，两组由舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构均由上舵承通过连杆安装在舵柄的左右两侧，步进电机连接齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条位于机座滑槽上，齿条和齿条支出杆相连，齿条支出杆、液压缸活塞杆、活塞、液压缸依次相连，液压缸与舵柄相连。本发明可实现潜艇水下转向、升降等动作。

Description

气动微型观光潜艇十字舵系统

技术领域

本发明涉及的是一种潜艇转向系统。

背景技术

随着现代消费观念的提升，沿海度假已成为一种生活新时尚。目前，水下观光是继水上观光、空中观光之后的另一旅游“热点”，美国、日本、俄罗斯等国均推出了该游览项目。作为水上观光的重要工具，观光潜艇扮演着重要的角色。我国现有的观光潜艇多为载客20人以上的中型和大型全潜式观光潜艇以及载客2-6人的半潜式小型观光潜艇，全潜式的微型观光潜艇在我国民用观光潜艇的研发方面还处于空白阶段。本气动微型观光潜艇以压缩空气代替传统能源。潜艇由壳体、气动动力装置、舵装置、液压系统(实现潜浮、操舵和纵倾)、辅机、供配电系统、通讯系统、导航系统和生命保障系统。艇体中部设有座舱，座舱内设有二人坐席。

舵系均由舵叶、舵杆和操舵装置组成。操舵装置由舵机、转舵机构和操纵舵机构等组成；舵机即操舵装置的原动机，通过舵机产生转舵所需的功；转舵机构介于舵和舵机之间，可将舵机的动力以一定的传动比传递给舵柄带动舵杆旋转。

在专利检索中检索“十字舵系统”、“潜艇舵”、“潜器舵”关键词均没有内容，检索“船舵”关键词找到20项专利，但只是设计舵系中单个部件，没有对舵系的整体设计，在查阅相关文献资料过程中了解到，对潜艇十字舵的资料比较少，因此为适应市场的需要，设计一套适合微型观光潜艇用的十字舵系统具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供能实现潜艇水下转向、升降等动作的气动微型观光潜艇十字舵系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明气动微型观光潜艇十字舵系统，其特征是：包括舵叶、舵杆、上舵承、下舵承、舵柄、滑槽、齿条、齿轮、步进电机、液压缸、活塞、液压缸活塞杆，舵叶、舵杆、下舵承、上舵承依次相连，由舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构共有两组，两组由舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构均由上舵承通过连杆安装在舵柄的左右两侧，步进电机连接齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条位于机座滑槽上，齿条和齿条支出杆相连，齿条支出杆、液压缸活塞杆、活塞、液压缸依次相连，液压缸与舵柄相连。

本发明还可以包括：

1、所述的齿条支出杆和液压缸活塞杆上安装调整螺母。

2、液压缸与舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构相垂直布置。

本发明的优势在于：可实现潜艇水下转向、升降等动作。

附图说明

图1为本发明的布局方案图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明在潜艇内部布局图；

图4为本发明的装配图1；

图5为本发明的装配图2。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～5，十字舵系统正常工作时，液压缸活塞杆8在活塞9两侧油压差的作用下前后推进，当液压缸10失效卸载后，转为步进电机5工作，通过控制步进电机5正转、锁紧和卸载的状态完成转舵动作。步进电机5通过联轴器4带动齿轮3转动，进而通过齿轮3与齿条2的啮合带动齿条2沿机座滑槽1前后行进。齿条支出杆6与液压缸活塞杆8通过调整螺母7相连，同时调整螺母7还可对齿条支出杆6和液压缸活塞杆8之间的间距进行微调，进而调整舵叶11和舵叶20的初始位置。舵杆12、19分别通过下舵承13、18和上舵承14、17固定其轴向位置，同时舵杆12和舵杆19通过连杆16相连传递扭矩；齿条2将推力传递至液压缸活塞杆8后推动舵柄15旋转，进而使舵柄15带动舵杆12、19和舵叶11、20完成回转运动。

主动力传动轴24穿过潜艇尾部中心；步进电机5和步进电机32分别为升降舵系统和方向舵系统的应急舵机；升降舵下舵承13、18和上舵承14、17及方向舵下舵承21、26和上舵承22、28均沿潜艇横纵剖面对称布置在潜艇本体33左右和上下两侧；升降舵舵杆12、19和方向舵舵杆23、27分别通过连杆16和连杆25完成连接，升降舵推舵液压缸10和方向舵推舵液压缸31固定在潜艇本体33内，并分别通过活塞杆8和活塞杆30杆与升降舵舵柄15和方向舵舵柄29连接。

气动微型观光潜艇升降舵装配结构如附图4、5所示，装配时首先定位下舵承13、18，找准轴线位置后分别安装舵杆12、19，而后分别安装两侧滚子上舵承14、17。由于舵杆12、19在上舵承14、17靠近下舵承13、18的一侧呈锥形结构，因此定位下舵承13、18后，舵杆14、17轴向定位也即确定。根据液压缸10在潜艇本体22内部的定位安装舵柄15，并完成舵柄15与液压缸活塞杆8之间的装配关系，而后确定连杆16的初始剖面位置并连接舵杆14和舵杆17。在完成舵杆14、17在潜艇本体22内部的定位与安装后，即可分别安装舵叶11和舵叶20。由于舵叶11、20沿其纵剖面对称，因此沿其纵剖面分别安装舵叶11和舵叶20整体的1/2，通过锁紧螺母21和锁紧螺母23固定后，采用焊接的形式分别完成舵叶11、20整片的安装。

本发明是实现潜艇水下转向、升降等动作的重要装置，直接影响潜艇水下操行性能。十字舵系统由方向舵系统和升降舵系统组成，通过各自舵机的控制运转带动潜艇完成水下航向和深浅控制。同时十字舵系统的舵机需具有较强的生命力，即主舵机失效时可切换至备用舵机工作。

本发明实现以上功能的方案为：

1.考虑到方向舵与升降舵舵叶呈90°布置在潜艇尾部，且两侧舵叶需保证联动，因此十字舵舵杆回转中心线亦呈90°布置在潜艇尾部。考虑到气动微型观光潜艇是水滴型潜艇，尾部的潜艇外形应与方向舵及升降舵的舵叶纵剖面呈对称布置，舵杆轴线也在此剖面上，为避免十字舵系统的舵杆以无弯曲的直杆形式布置在潜艇尾部时将与潜艇主动力传动轴干涉，采用连杆形式将两侧舵杆相连。根据上述要求确定十字舵系统布局图方案如附图1所示。

2.舵柄将液压缸活塞杆传递的推力转化为转舵扭矩，为避免两舵柄干涉，需分别布置在潜艇的两侧。

3.液压舵机失效时卸载，切换至应急舵机推动活塞杆工作，且应急舵机可以完成精准的转角控制。

Claims

1.气动微型观光潜艇十字舵系统，其特征是：包括舵叶、舵杆、上舵承、下舵承、舵柄、机座滑槽、齿条、齿轮、步进电机、液压缸、活塞、液压缸活塞杆，舵叶、舵杆、下舵承、上舵承依次相连，由舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构共有两组，两组由舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构均由上舵承通过连杆安装在舵柄的左右两侧，步进电机连接齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条位于机座滑槽上，齿条和齿条支出杆相连，齿条支出杆、液压缸活塞杆、活塞、液压缸依次相连，液压缸与舵柄相连。

2.根据权利要求1所述的气动微型观光潜艇十字舵系统，其特征是：所述的齿条支出杆和液压缸活塞杆上安装调整螺母。

3.根据权利要求1或2所述的气动微型观光潜艇十字舵系统，其特征是：液压缸与舵叶、舵杆、下舵承、上舵承组成的机构相垂直布置。