CN102826213A - 一种新型变桨深水推进器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用来推进流体做功的推进器领域，具体的说是一种变浆式深水推进器，本推进器包括桨叶、浆柄和转轴，转轴与动力源连接，浆柄的一端固接有桨叶，另一端安装在转轴上，浆柄随转轴做圆周运动且可自转，还包括齿轮和圆盘，所述圆盘固定在推进器机壳上，转轴穿过圆盘中心的通孔，圆盘面与浆柄平行，圆盘上设有环形的滑道，所述齿轮固接在浆柄上，并随浆柄沿滑道做圆周运动，滑道内设有两组齿条槽及齿条，齿条设置在齿条槽内，齿条的齿数是齿轮齿数的四分之一。本发明中桨叶被设计成可以在做圆周运动的过程中自身相对流体的方向是可变的，在这种循环切换桨叶工作面的过程中为机器提供持续的推动力，减小了推进器能量损失，提高了效率。

Description

一种新型变桨深水推进器

技术领域

本发明涉及用来推进流体做功的推进器领域，具体的说是一种新型变浆式深水推进器。

背景技术

     目前用来推进流体做功的装置主要是各种舰船和直升机使用的螺旋桨及往复桨叶等桨叶式推进器，螺旋桨通过发动机活塞连杆带动的曲轴驱动，能量损失大、有效功率低；目前的桨叶式推进器必须有一部分在水面以上才能工作，适应性不高，且桨叶旋转一周的过程中只有部分时间可以提供向前的的推力，部分时间会对流体产生阻力，旋转速度越快阻力越大，此类推进器制造工艺复杂，成本较高。

    随着科学技术的不断发展进步，船舶大吨化、深水化步伐的加快，挖掘海洋资源已成为世界各国的迫切需要，现有各类船舶上普遍使用的螺旋推进器存在能耗大、效率低等不足之处。

发明内容

为解决现有技术中流体推进器能量损失大、有效功率低、使用适应性不高，且制造工艺复杂，成本较低等缺点，本发明提供一种新型变浆式深水推进器。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种新型变浆式深水推进器，包括桨叶、浆柄和转轴，转轴与动力源连接，浆柄的一端固接有桨叶，另一端安装在转轴上，浆柄随转轴做圆周运动且可自转，还包括齿轮和圆盘，所述圆盘固定在推进器机壳上，转轴穿过圆盘中心的通孔，圆盘面与浆柄平行，圆盘上设有环形的滑道，所述齿轮固接在浆柄上，并随浆柄沿滑道做圆周运动，滑道内设有两组齿条槽及齿条，齿条设置在齿条槽内，齿条的齿数是齿轮齿数的四分之一。 

所述的两组齿条沿环形的滑道相隔90°角设置。

所述浆柄和桨叶各设有四个，相邻两个浆柄之间成90°角。

在转轴上设有与浆柄连接的连接孔，转轴位于连接孔内的部分的横截面为四边形，各边成弧线，连接孔内壁上设有弹性伸缩球，弹性伸缩球与浆柄相切。

桨叶做回转运动时与流体之间产生一对作用力与反作用力，流体对桨叶的反作用力推动机器前进，但是在桨叶旋转一周的过程中只有部分时间可以提供向前的的推力，本发明将桨叶设计成在沿转轴做圆周运动的过程中自身也可以发生转动，当桨能够推动流体做正功推动机器前进时桨叶自动旋转到工作面（即与前进方向流体间大面积接触）提供推力；当转过一定角度桨叶不能再提供前进的动力时将会自动旋转到非工作面（即与前进方向流体间小面积接触），在着这种循环切换桨叶工作面的过程中为机器提供持续的推动力；

运转过程中，转轴提供桨旋转的动力，齿轮在滑道中滑动时通过和滑道中齿条的啮合作用完成自身转动，从而带动桨叶的自身转动。

本发明的有益效果是：

（1）                   本发明中桨叶被设计成可以在做圆周运动的过程中自身相对流体的方向是可变的，在这种循环切换桨叶工作面的过程中为机器提供持续的推动力，减小了推进器能量损失，提高了效率；

（2）                   本发明可在深水中使用，适应性强；

（3）                   本发明结构简单，制造成本较低。  

附图说明

图1 变浆式深水推进器结构示意图；

图2 单桨运动过程示意图；

图3 浆的安装位置示意图；

图4 浆柄与转轴连接处结构示意图；

图5 齿轮未遇到齿条时在滑道中位置示意图；

图6 齿轮遇到齿条时位置示意图；

图7 齿轮与齿条啮合示意图；

图8 齿轮在通过齿条之后的位置示意图；

图中标注：1、桨叶，2、浆柄，3、齿轮，4、转轴，5、圆盘，6、滑道，7、齿条槽，8、齿条，9、弹性伸缩球。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明做进一步的阐述。

如图所示，一种新型变浆式深水推进器，包括桨叶1、浆柄2和转轴4，转轴4与动力源连接，浆柄2的一端固接有桨叶1，另一端安装在转轴4上，在转轴4上设有与浆柄2连接的连接孔，转轴4位于连接孔内的部分的横截面为四边形，各边成弧线，连接孔内壁上设有弹性伸缩球9，弹性伸缩球9与浆柄2相切，浆柄2随转轴4做圆周运动且可自转，浆柄2和桨叶1各设有四个，相邻两个浆柄2之间成90°角，还包括齿轮3和圆盘5，所述圆盘5固定在推进器机壳上，转轴4穿过圆盘5中心的通孔，圆盘5面与浆柄2平行，圆盘5上设有环形的滑道6，所述齿轮3固接在浆柄2上，并随浆柄2沿滑道6做圆周运动，滑道6内设有两组齿条槽7及齿条8，两组齿条8沿环形的滑道6相隔90°角设置，齿条8的齿数是齿轮3齿数的四分之一；

如图2所示，图中直线箭头方向为前进方向，弧线箭头方向为浆柄2沿转轴4转动方向，桨叶1在运动到水平线下方45°时，固定在浆柄2上的齿轮3遇见滑道6中的齿条8和齿条槽7，齿轮3与齿条8的啮合作用使浆柄2发生自传，从而是桨叶1转换方向，此时桨叶1与浆柄2沿转轴转动的平面相垂直，流体对桨叶1的反作用力推动机器前进，如此转过90°时由于反作用力提供前进推力逐渐变小，为了节省能量提高效率，桨叶1再次变换位置，此时桨叶1与浆柄2沿转轴转动的平面相平行，与流体的相互作用减小，直到转到水平线下方45°位置再次转换位置，如此循环下去提供驱动力；

齿轮3在滑道中及与滑道中齿条8的啮合过程如图6至图8所示，齿条8的齿数是齿轮3齿数的四分之一，每当齿轮3运动到齿条8所在位置时，在齿轮3与齿条8的啮合作用下，齿轮3自身旋转90°，从而带动浆柄2上的桨叶1旋转90°，如图6至图8所示，此过程中，齿轮上的A点自身旋转90°；当齿轮3未遇见齿条8时，如图5所示，由于齿轮3与滑道6处于紧密贴合状态，且浆柄2与转轴4连接处的弹性伸缩球9使浆柄2固定，如图4所示，因此齿轮3不会发生自身旋转，从而使桨叶1方向固定不变，如图5至图6，齿轮运动过程中，齿轮自身不发生旋转，图中A点位置不变；

如图3所示，每隔90°配置一个桨叶1，以保证推进器所提供的动力的连续性，使机器平稳前进。

Claims (4)

1.一种新型变浆式深水推进器，包括桨叶（1）、浆柄（2）和转轴（4），转轴（4）与动力源连接，浆柄（2）的一端固接有桨叶（1），另一端安装在转轴（4）上，浆柄（2）随转轴（4）做圆周运动且可自转，其特征在于：还包括齿轮（3）和圆盘（5），所述圆盘（5）固定在推进器机壳上，转轴（4）穿过圆盘（5）中心的通孔，圆盘（5）面与浆柄（2）平行，圆盘（5）上设有环形的滑道（6），所述齿轮（3）固接在浆柄（2）上，并随浆柄（2）沿滑道（6）做圆周运动，滑道（6）内设有两组齿条槽（7）及齿条（8），齿条（8）设置在齿条槽（7）内，齿条（8）的齿数是齿轮（3）齿数的四分之一。

2.如权利要求1所述的一种新型变浆式深水推进器，其特征在于：所述的两组齿条（8）沿环形的滑道（6）相隔90°角设置。

3.如权利要求1所述的一种新型变浆式深水推进器，其特征在于：所述浆柄（2）和桨叶（1）各设有四个，相邻两个浆柄（2）之间成90°角。

4.如权利要求1所述的一种新型变浆式深水推进器，其特征在于：在转轴（4）上设有与浆柄（2）连接的连接孔，转轴（4）位于连接孔内的部分的横截面为四边形，各边成弧线，连接孔内壁上设有弹性伸缩球（9），弹性伸缩球（9）与浆柄（2）相切。

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