CN103847942A

CN103847942A - 水中推进器

Info

Publication number: CN103847942A
Application number: CN201410095726.8A
Authority: CN
Inventors: 施小明; 翟雨; 周浩; 邹世程; 杨成旭; 颜雄亮
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: CN103847942B

Abstract

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。本发明的水中推进器体积比明轮小，结构更加轻巧。

Description

水中推进器

技术领域

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

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

为解决上述问题，本发明提供一种水中推进器，

本发明的技术方案如下：

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。

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。

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。

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。

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。

发明的作用与效果

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

图1是本发明的水中推进器的打开状态的示意图；

图2是本发明的水中推进器的闭合状态的示意图；

图3是图1中A区域的局部放大图；

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

图5是图4中的转接头与叶轴的爆炸图。

附图标记如下：

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

<实施例>

以下结合附图对本发明做详细阐述。

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。

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。

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。

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。

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。

水中推进器100的运行过程如下：

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。

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。

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。

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。

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。

水中推进器100的安装：

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。

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。

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。

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。

发明的效果：

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。

Claims

1.一种水中推进器，用于推进船只，其特征在于，具有：

提供动力的动力部；

与所述动力部连接的传动部；

与所述传动部连接的推进部，将所述动力部的动力转化为推力；

将所述传动部和所述推进部安装于所述船只的底部的安装部，

其中，所述传动部包括主轴和与所述主轴固定连接的支架环，

所述推进部包括中心对称设置的至少两片叶片，与所述叶片相对应，用于安装所述叶片的转动限制单元，所述转动限制单元用于限制叶片在平行于所述主轴与垂直于所述主轴的90度范围内转动。

2.如权利要求1所述的水中推进器，其特征在于：

其中，所述转动限制单元包括用于安装叶片的叶轴，与所述叶轴连接的两个转接头，与两个所述转接头分别连接的两个连接杆，与两个所述连接杆分别连接的两个滑动环，

所述叶轴转动连接于所述支架环的外周，所述叶轴具有两个互相垂直的限位片，所述两个转接头一端转动连接于所述限位片上，另一端转动连接于所述滑动环上，

所述滑动环位于所述支架环的两侧并且滑动连接于所述主轴上。

3.根据权利要求1所述的水中推进器，其特征在于：

其中，所述两个连接杆与所述滑动环之间为球头连接。

4.根据权利要求1所述的水中推进器，其特征在于：

其中，所述至少两个叶片组成一个整圆。

5.根据权利要求2所述的水中推进器，其特征在于：

其中，所述叶片的数量为六个，分别安装于六个所述叶轴上。