CN103921921A - 吊舱式全回转泵喷射矢量推进器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了吊舱式全回转泵喷射矢量推进器,旨在提供一种结构简单、拆装灵活、整体化程度高、安全性能高、控制灵活多样且能有效提高工作效率的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器。本发明包括控制器（1）、吊臂（2）、固定设置所述吊臂（2）下方且与所述控制器（1）电连接的电机（3）及设置在所述电机（3）的输出轴（4）上的叶轮（5），所述吊臂（2）的上端传动连接有360度舵机（6），所述360度舵机（6）与所述控制器（1）电连接。本发明应用于船舶矢量推进器的技术领域。

Description

吊舱式全回转泵喷射矢量推进器
技术领域
本发明涉及一种推进器，特别涉及吊舱式全回转泵喷射矢量推进器。
背景技术
随科学技术的不断发展，由人工直接在海川、湖泊、海岸、港湾、水库等水域取水测量的方式已经逐渐发生改变，而无人测量船则不断得到发展，无人测量船以无人船为载体，同时还集成测量设备，再利用导航、通讯和自动控制等软件和设备在岸上基地实时接收、处理和分析无人测量船所采集的数据，并以自控和遥控的方式对无人船和其他传感器进行操作和控制。这样能很好的解决了水域测量、调查领域载人船无法达到或不易到达的危险区域、浅滩、近岸等区域。
目前的无人船在实际工作过程中容易出现推进器吸空和空泡以及低速运行无压状态吸力不够的问题,以及水下泵喷阶梯状的进水口容易被水草缠绕的问题，而且喷水系统需要很复杂的倒车系统，同时航行时直线上微调角度以及转向时需要使整体动力系统转向，从而产生较大阻力和耗能。水下泵喷安装维护困难、可操作性能单一，缺乏灵活性、效率低、不安全。
目前有一公开号为202175194U的中国专利，其公开了一种矢量推进器，包括两端开口的推进器壳体，通过星形支架固定在推进器壳体之中的电机壳体，以及固定于电机壳体之中的动力电机；所述星形支架沿推进器壳体轴向方向设有若干供水流通过的通道；动力电机的一端安装有增压前主轴，增压前主轴上安装有前增压涡扇组；动力电机的另一端安装有后增压涡扇组；所述电机壳体保持密封；其还包括调频电机和空心轴，调频电机的输出轴与空心轴的一端固定，空心轴的另一端与推进器壳体和电机壳体固定，所述空心轴与电机壳体之间保持密封。在船舶或者潜艇需要转弯时，由调频电机控制实现转弯。该专利的方案虽然能保证船只在转弯时有足够的推力，但是其结构复杂，若是运用到无人船上时，特别是运用到小型无人船时，航行时直线上微调角度以及转向时仍然需要使整体动力系统转向，从而产生较大阻力和耗能，同时也不能很好避免水草缠绕的产生影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、拆装灵活、整体化程度高、安全性能高、控制灵活多样且能有效提高工作效率的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括控制器、吊臂、固定设置所述吊臂下方且与所述控制器电连接的电机及设置在所述电机的输出轴上的叶轮，所述吊臂的上端传动连接有360度舵机，所述360度舵机与所述控制器1电连接。
本发明还包括与所述叶轮相适配的叶轮环形罩，所述叶轮环形罩与所述电机之间设置有环形过滤罩，所述环形过滤罩的一端固定在所述电机上，另一端与所述叶轮环形罩相连接。
所述环形过滤罩上均布有多个进水口，多个所述进水口的长度方向与流体喷射方向相同。
所述叶轮环形罩的喷射口处设置有导向叶轮，工作时，流体依次从所述叶轮环形罩和所述导向叶轮后喷射出。
所述叶轮环形罩的喷射口外侧铰接有可X、Y轴向转动的导向管。
所述吊舱式全回转泵喷射矢量推进器还包括与所述导向叶轮传动连接的矢量舵机Ⅰ和矢量舵机Ⅱ，所述矢量舵机Ⅰ和所述矢量舵机Ⅱ使得所述导向叶轮实现横向和纵向两个自由度的调节。
所述矢量舵机Ⅰ和所述矢量舵机Ⅱ均为60-90度舵机。
所述矢量舵机Ⅰ和所述矢量舵机Ⅱ均通过钢丝与所述导向叶轮传动连接。
所述输出轴上套接有密封罩，所述密封罩的上端与所述输出轴密封配合，所述密封罩的下端与所述电机的端部密封配合。
所述吊臂的上端设置有带有三路大电流过电滑环的短轴，所述短轴与所述360度舵机传动连接。
本发明的有益效果是：由于本发明包括控制器、吊臂、固定设置所述吊臂下方且与所述控制器电连接的电机及设置在所述电机的输出轴上的叶轮，所述吊臂的上端传动连接有360度舵机，所述360度舵机与所述控制器1电连接，所以，本发明结构简单、拆装灵活、整体化程度高，所述控制器通过信号控制所述360度舵机转动，实现对所述吊臂能在360度任一角度的旋转控制，使船体倒车变得方便简单，能有效提高船舶的工作效率，解决了以往喷水系统需要很复杂的倒车系统的问题。
同时本发明还包括与所述叶轮相适配的叶轮环形罩，所述叶轮环形罩与所述电机之间设置有环形过滤罩，所述环形过滤罩的一端固定在所述电机上，另一端与所述叶轮环形罩相连接，解决了以往水下泵喷阶梯状进水口怕水草及缠绕的问题，大大提高了安全性能，而且环形过滤罩的进水口都在水线以下,进一步解决了普通泵喷射推进器的吸空和空泡以及低速运行无压状态吸力不够的问题。
另外，由于所述吊舱式全回转泵喷射矢量推进器还包括与所述导向叶轮传动连接的矢量舵机Ⅰ和矢量舵机Ⅱ，所述矢量舵机Ⅰ和所述矢量舵机Ⅱ使得所述导向叶轮实现横向和纵向两个自由度的调节，控制灵活多样，船舶在直线上航行时在微调角度以及转向时不需要整体动力系统转向，从而不会产生大阻力和耗能的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，在本实施例中，本发明包括控制器1、吊臂2、固定设置所述吊臂2下方且与所述控制器1电连接的电机3及设置在所述电机3的输出轴4上的叶轮5，所述吊臂2的上端传动连接有360度舵机6，所述360度舵机6与所述控制器1电连接。
本发明还包括与所述叶轮5相适配的叶轮环形罩7，所述叶轮环形罩7与所述电机3之间设置有环形过滤罩8，所述环形过滤罩8的一端固定在所述电机3上，另一端与所述叶轮环形罩7相连接。
所述环形过滤罩8上均布有多个进水口9，在本实施例中，多个所述进水口9的长度方向与流体喷射方向相同。
所述叶轮环形罩7的喷射口处设置有导向叶轮10，工作时，流体依次从所述叶轮环形罩7和所述导向叶轮10后喷射出。
所述叶轮环形罩7的喷射口外侧铰接有可X、Y轴向转动的导向管11，所述导向管11能使船舶行驶的方向更加精准。
所述吊舱式全回转泵喷射矢量推进器还包括与所述导向叶轮10传动连接的矢量舵机Ⅰ12和矢量舵机Ⅱ13，所述矢量舵机Ⅰ12和所述矢量舵机Ⅱ13使得所述导向叶轮10实现横向和纵向两个自由度的调节。
所述矢量舵机Ⅰ12和所述矢量舵机Ⅱ13均为60-90度舵机。
在本实施例中，所述矢量舵机Ⅰ12和所述矢量舵机Ⅱ13均通过钢丝14与所述导向叶轮10或所述导向管11传动连接。
所述输出轴4上套接有密封罩15，所述密封罩15的上端与所述输出轴4密封配合，所述密封罩15的下端与所述电机3的端部密封配合，进一步确保了所述电机3的防水性能。
所述吊臂2的上端设置有带有三路大电流过电滑环的短轴16，所述短轴16与所述360度舵机6传动连接，在本实施例中，所述短轴16与船体17底部转动且密封连接。
本发明在使用的时候，所述控制器1、所述360度舵机6、所述矢量舵机Ⅰ12及所述矢量舵机Ⅱ13均位于所述船体17内；所述短轴16与船体17底部转动且密封连接；所述电机3在水下全密封状态工作，实现直接水冷，同时使用三路大电流滑环为所述电机3传输电流。两个小型的60-90度舵机通过所述钢丝14实现所述导向叶轮10的X轴和Y轴角度无级调整，所述导向叶轮10通过改变水流方向进行调整，从而实现对推进力方向的微调，船舶在直线上航行时在微调角度以及转向时不需要整体动力系统转向，从而不会产生大阻力和耗能的问题，由此可以进一步提高船舶的续航能力。
吊舱式全回转泵喷射矢量推进器是一种集推进和操舵装置于一体的新型船舶推进装置。吊舱式全回转泵喷射矢量推进器将所述电机3置于船舱外部，直接与所述叶轮5相连，可以在360°内水平转动以实现矢量推进。
本发明应用于船舶矢量推进器的技术领域。
虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：其包括控制器（1）、吊臂（2）、固定设置所述吊臂（2）下方且与所述控制器（1）电连接的电机（3）及设置在所述电机（3）的输出轴（4）上的叶轮（5），所述吊臂（2）的上端传动连接有360度舵机（6），所述360度舵机（6）与所述控制器（1）电连接。
2.根据权利要求1所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述吊舱式全回转泵喷射矢量推进器还包括与所述叶轮（5）相适配的叶轮环形罩（7），所述叶轮环形罩（7）与所述电机（3）之间设置有环形过滤罩（8），所述环形过滤罩（8）的一端固定在所述电机（3）上，另一端与所述叶轮环形罩（7）相连接。
3.根据权利要求2所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述环形过滤罩（8）上均布有多个进水口（9），多个所述进水口（9）的长度方向与流体喷射方向相同。
4.根据权利要求2或3所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述叶轮环形罩（7）的喷射口处设置有导向叶轮（10），工作时，流体依次从所述叶轮环形罩（7）和所述导向叶轮（10）后喷射出。
5.根据权利要求2或3所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述叶轮环形罩（7）的喷射口外侧铰接有可X、Y轴向转动的导向管（11）。
6.根据权利要求4所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述吊舱式全回转泵喷射矢量推进器还包括与所述导向叶轮（10）传动连接的矢量舵机Ⅰ（12）和矢量舵机Ⅱ（13），所述矢量舵机Ⅰ（12）和所述矢量舵机Ⅱ（13）通过万向机构使所述导向叶轮（10）实现横向和纵向两个自由度的调节。
7.根据权利要求6所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述矢量舵机Ⅰ（12）和所述矢量舵机Ⅱ（13）均为60-90度舵机。
8.根据权利要求6或7所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述矢量舵机Ⅰ（12）和所述矢量舵机Ⅱ（13）均通过钢丝（14）与所述导向管（11）传动连接。
9.根据权利要求1所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述输出轴（4）上套接有密封罩（15），所述密封罩（15）的上端与所述输出轴（4）密封配合，所述密封罩（15）的下端与所述电机（3）的端部密封配合。
10.根据权利要求1所述的吊舱式全回转泵喷射矢量推进器，其特征在于：所述吊臂（2）的上端设置有带有三路大电流过电滑环的短轴（16），所述短轴（16）与所述360度舵机（6）传动连接。
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