CN103569343A - 一种水下摆动推进器 - Google Patents

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CN103569343A CN201310505544.9A CN201310505544A CN103569343A CN 103569343 A CN103569343 A CN 103569343A CN 201310505544 A CN201310505544 A CN 201310505544A CN 103569343 A CN103569343 A CN 103569343A
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杨灿军
张绍勇
彭时林
王品复
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Zhejiang University ZJU
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Abstract

本发明公开的水下摆动推进器包括固定在水下机器人密封腔体上的端盖，螺旋桨驱动腔和螺旋桨桨叶，带圆孔的固定架、蜗轮蜗杆箱、蜗轮蜗杆驱动电机、摆动输出轴、摆动轴、两个滚动轴承、两个尼龙锥齿轮和两个角接触球轴承。电机驱动蜗轮蜗杆，并通过锥齿轮副将摆动输出轴沿轴线的旋转运动，经摆动轴转换为螺旋桨驱动腔的水平摆动，从而使得螺旋桨摆动，为水下机器人提供一个可以摆动方向的推力。本发明采用整体摆动螺旋桨，所以螺旋桨无需额外的传动，传动损耗小，保证了螺旋桨旋转推进的高效率，摆动角较大，结构简单，安装、维护、运行可靠。

Description

一种水下摆动推进器
技术领域
本发明涉及一种用于为水下机器人提供动力的推进器。
背景技术
目前海洋开发的重要性越来越明显，而探测海洋的水下机器人有的需要搭载推进器来提供动力，同时需要实现转向，那么摆动的推进器则能很好的解决该问题；
现有的为水下机器人提供动力的推进器为矢量推进器，存在以下不足之处：有的矢量推进器直接将螺旋桨桨叶进行矢量化，由于中间的传动链长，导致其螺旋桨旋转推进效率低；有的矢量推进器通过万向节来摆动桨叶，其转动角小。
发明内容
为了克服上述不足之处，本发明的目的是提供一种推进效率高，摆动角度较大，简易可靠的水下摆动推进器，为水下机器人提供动力。
本发明的水下摆动推进器，包括固定在水下机器人密封腔体上的端盖，螺旋桨驱动腔和螺旋桨桨叶，其特征是还包括带圆孔的固定架、蜗轮蜗杆箱、蜗轮蜗杆驱动电机、摆动输出轴、摆动轴、两个滚动轴承、两个尼龙锥齿轮和两个角接触球轴承，固定架固定在端盖的内侧，蜗轮蜗杆箱和蜗轮蜗杆驱动电机固定在固定架上，固定架的圆孔与端盖上的圆孔同轴线，摆动输出轴与固定在固定架圆孔中的两个滚动轴承的内圈紧固可转动，摆动输出轴的一端通过十字滑块联轴器与涡轮蜗杆箱的蜗杆连接，摆动输出轴的另一端伸出端盖上的圆孔并与第一尼龙锥齿轮的内圈紧固，在摆动输出轴与端盖的圆孔接触面上设置双O型密封圈，在固定架的圆孔中固定有限止两个滚动轴承沿轴向滑动的孔用弹性挡圈，在摆动输出轴上固定有限止该轴轴向滑动的轴用弹性挡圈，端盖的外侧固定有上支架和下支架，两个角接触球轴承分别固定在上支架和下支架上，摆动轴的两端分别与上支架上的第一角接触球轴承的内圈和下支架上的第二角接触球轴承的内圈紧固，第二尼龙锥齿轮套在摆动轴上并紧固，第一尼龙锥齿轮和第二尼龙锥齿轮的齿相啮合，摆动轴通过支架与螺旋桨驱动腔的壳体固定。
工作原理
端盖与水下机器人密封腔体通过双O型圈实现静密封；驱动电机的高速旋转运动通过蜗轮蜗杆箱减速并且实现自锁；涡轮蜗杆箱输出轴的旋转运动通过十字滑块联轴器驱动摆动输出轴实现水平方向的旋转；摆动输出轴与端盖的圆孔之间通过双O型圈实现动密封，然后通过锥齿轮副将水平方向的旋转运动变换为摆动轴竖直方向的旋转运动，螺旋桨驱动腔跟随摆动轴一起旋转，做水平摆动运动；螺旋桨驱动腔驱动螺旋桨桨叶转动产生动力，从而实现为水下机器人提供一个可以摆动方向的推力。
本发明采用整体摆动螺旋桨，所以螺旋桨无需额外的传动，传动损耗小，保证了螺旋桨旋转推进的高效率。锥齿轮传动副采用尼龙材料使得其在海水中具有较强的耐腐蚀能力，质量轻。整个摆动机构简单可靠易实现，摆动角较大，可到达45度以上，非常适用于为水下机器人提供动力。
附图说明
图1为水下摆动推进器结构示意图。
具体实施方式   
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
参照图1，本发明的水下摆动推进器，包括固定在水下机器人密封腔体5上的端盖9，螺旋桨驱动腔20和螺旋桨桨叶21，带圆孔的固定架4、蜗轮蜗杆箱2、蜗轮蜗杆驱动电机1、摆动输出轴10、摆动轴15、两个滚动轴承6、7、两个尼龙锥齿轮13、14和两个角接触球轴承12、18，固定架4固定在端盖9的内侧，蜗轮蜗杆箱2和蜗轮蜗杆驱动电机1固定在固定架4上，固定架4的圆孔与端盖9上的圆孔同轴线，摆动输出轴10与固定在固定架4圆孔中的两个滚动轴承6、7的内圈紧固可转动，摆动输出轴10的一端通过十字滑块联轴器3与涡轮蜗杆箱2的蜗杆连接，摆动输出轴10的另一端伸出端盖9上的圆孔并与第一尼龙锥齿轮13的内圈紧固，在摆动输出轴10与端盖9的圆孔接触面上设置双O型密封圈，在固定架4的圆孔中固定有限止两个滚动轴承6、7沿轴向滑动的孔用弹性挡圈8，在摆动输出轴10上固定有限止该轴轴向滑动的轴用弹性挡圈22，端盖9的外侧固定有上支架11和下支架19，两个角接触球轴承12、18分别固定在上支架11和下支架19上，摆动轴15的两端分别与上支架11上的第一角接触球轴承12的内圈和下支架19上的第二角接触球轴承18的内圈紧固，第二尼龙锥齿轮14套在摆动轴15上并紧固，第一尼龙锥齿轮13和第二尼龙锥齿轮14的齿相啮合形成锥齿轮副，摆动输出轴10通过支架16与螺旋桨驱动腔20的壳体固定。

Claims (1)

1.一种水下摆动推进器，包括固定在水下机器人密封腔体（5）上的端盖（9），螺旋桨驱动腔（20）和螺旋桨桨叶（21），其特征是还包括带圆孔的固定架（4）、蜗轮蜗杆箱（2）、蜗轮蜗杆驱动电机（1）、摆动输出轴（10）、摆动轴（15）、两个滚动轴承（6、7）、两个尼龙锥齿轮（13、14）和两个角接触球轴承（12、18），固定架（4）固定在端盖（9）的内侧，蜗轮蜗杆箱（2）和蜗轮蜗杆驱动电机（1）固定在固定架（4）上，固定架（4）的圆孔与端盖（9）上的圆孔同轴线，摆动输出轴（10）与固定在固定架（4）圆孔中的两个滚动轴承（6、7）的内圈紧固可转动，摆动输出轴（10）的一端通过十字滑块联轴器（3）与涡轮蜗杆箱（2）的蜗杆连接，摆动输出轴（10）的另一端伸出端盖（9）上的圆孔并与第一尼龙锥齿轮（13）的内圈紧固，在摆动输出轴（10）与端盖（9）的圆孔接触面上设置双O型密封圈，在固定架（4）的圆孔中固定有限止两个滚动轴承（6、7）沿轴向滑动的孔用弹性挡圈（8），在摆动输出轴（10）上固定有限止该轴轴向滑动的轴用弹性挡圈（22），端盖（9）的外侧固定有上支架（11）和下支架（19），两个角接触球轴承（12、18）分别固定在上支架（11）和下支架（19）上，摆动轴（15）的两端分别与上支架（11）上的第一角接触球轴承（12）的内圈和下支架（19）上的第二角接触球轴承（18）的内圈紧固，第二尼龙锥齿轮（14）套在摆动轴（15）上并紧固，第一尼龙锥齿轮（13）和第二尼龙锥齿轮（14）的齿相啮合，摆动轴（15）通过支架（16）与螺旋桨驱动腔（20）的壳体固定。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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