CN103991525B - 一种机动半封闭式旋转桨叶小船 - Google Patents
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Abstract
一种机动半封闭式旋转桨叶小船，属船舶技术领域。它由船身、操控系统、动力系统组成。船身采用木材、玻璃钢或碳纤维复合材料制成。操控系统包括操控盘、操控信号传输机构、方向舵、座椅及支架。动力系统包括驱动装置和推进装置。驱动装置由发动机和减速传递装置组成，发动机采用内燃机或电动机。推进装置置于船身的尾部，推进装置中的桨叶在一个半封闭槽内作旋转运动产生推力。该小船工作时没有明显的尾迹，也没有严重的拍水现象，效率高。用作水上交通工具及用于体育游乐活动。
Description
技术领域
一种机动半封闭式旋转桨叶小船，属船舶技术领域，尤其涉及一种机动船。
背景技术
传统的机动船大多采用螺旋桨作推进装置，尽管驱动方便，但效率较低，螺旋桨制造工艺复杂，且使用时会产生尾迹。
发明内容
本发明的目的是克服传统机动船的上述不足，发明一种效率较高的无明显尾迹的机动半封闭式旋转桨叶小船。
一种机动半封闭式旋转桨叶小船，由船身、操控系统和动力系统组成。船身采用木材、玻璃钢或碳纤维复合材料制成。操控系统包括操控盘、操控信号传输机构、方向舵、座椅及支架，操控盘和座椅靠支架安装在船身上。动力系统包括驱动装置和推进装置。驱动装置由发动机和减速传递装置组成。发动机采用内燃机或电动机，采用内燃机时用比较轻巧的汽油发动机，采用电动机时由方便充电的锂电池供电。减速传递装置采用链传动或带传动的形式，采用链传动时减速传递装置由主动链轮、链条和从动链轮组成，为防止生锈，主动链轮、链条和从动链轮用不锈钢材料制成；采用带传动时减速传递装置由主动同步轮、同步带和从动同步轮组成，为防止生锈，主动同步轮和从动同步轮采用铝合金材料制成。发动机的操控信号是通过操控信号传输机构在发动机和操控盘之间传递的；发动机安装在船身的尾部甲板上。发动机与推进装置之间通过减速传递装置相连，减速传递装置起动能传输和减速双重功能。推进装置左右居中安装于船身的尾部，通过伸出船身尾部的左侧板和右侧板与船身相连。推进装置由左侧板、左轴、左转盘、桨叶、桨轴、右转盘、右轴、右侧板、底板、导向杆、导向器和导向器支撑件组成。两件相同的左侧板和右侧板平行且与船身纵向对称面平行并对称布置于船身纵向对称面的左右两侧，左侧板和右侧板的前端与船身的尾部固连。左轴和右轴同轴地水平布置且与船身纵向对称面垂直，左轴的左段通过轴承与左侧板相连于左侧板的中后部，右轴的中段通过轴承与右侧板相连于右侧板的中后部，右轴的右端与减速传递装置相连。减速传递装置采用链传动时，右轴的右端与从动链轮相连，发动机的输出轴与主动链轮相连；减速传递装置采用带传动时，右轴的右端与从动同步轮相连，发动机的输出轴与主动同步轮相连。两个相同的左转盘和右转盘平行且与船身纵向对称面平行并对称布置于船身纵向对称面的左右两侧。左轴的右端与左转盘垂直固连于左转盘的中心，左轴处于左转盘的左侧；右轴的左端与右转盘垂直固连于右转盘的中心，右轴处于右转盘的右侧。桨轴穿过桨叶上的靠近桨叶的前缘且与桨叶前缘平行的孔并通过孔内的轴承与桨叶相连，桨轴与桨叶的前缘平行；桨轴的左右两端分别与左转盘和右转盘垂直固连于左转盘和右转盘的边缘。桨叶呈矩形，其截面为翼型。导向杆的下端与桨叶固连于桨叶的展向中间位置的后缘处，且导向杆处于过该处的弦线的向上的延长线上，导向杆与桨轴垂直；导向杆的上段穿过导向器。导向器由直线轴承紧密镶入旋转轴承组合而成；导向器通过导向器支撑件安装于船身的尾部甲板上方。导向器至右轴轴线之间的距离稍大于左转盘的半径与桨叶的宽度即弦长之和。导向杆的长度应足够确保其上端始终在导向器内而不脱落。底板水平布置于推进装置的底部且与左侧板及右侧板垂直，左侧板、底板和右侧板组成一个半封闭槽，该半封闭槽上方、前方及后方都是开放的，该槽的长度即前后方向的尺寸大于左转盘的直径，左侧板的高度大于左转盘的直径，底板的安装位置稍低于左转盘和右转盘的最低点，方便左转盘、桨叶和右转盘在该半封闭槽内运转；左侧板的后边缘、底板的后边缘与右侧板的后边缘处于同一垂直船身纵向对称面的铅垂面内，底板的长度即前后方向的尺寸比左侧板要短，该半封闭槽的前下方是空的，以便半封闭槽的前下方进水。方向舵设在船尾的最后端，方向舵通过操控信号传输机构与操控盘相连，操控盘安装于靠近船头处。
为得到较高的效率，左轴、右轴和导向器的安装高度满足：当该小船满载时，导向杆向下的延长线在前方与桨轴旋转圆周相切的切点与导向杆向下的延长线在后方与桨轴旋转圆周相切的切点同高且刚好处于水面位置或附近。
该一种机动半封闭式旋转桨叶小船的工作原理是：启动发动机，发动机的动力通过减速传递装置传递至推进装置的右轴，右轴转动带动右转盘旋转，右转盘再带动桨轴旋转，在桨轴的牵引下左转盘旋转，左轴转动，桨叶旋转，由于导向杆和导向器的限制，桨叶旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内会发生有规律的变化，有利于产生推力。对于本发明小船前进而言，由于导向器置于水面的上方，右轴置于水面位置以下；导向杆向下的延长线在前方与桨轴旋转圆周相切的切点与导向杆向下的延长线在后方与桨轴旋转圆周相切的切点同高且刚好处于水面位置或附近；桨叶在水面的上方虽然是前行的，但它们只受空气的阻力而没有水的阻力，这样，产生推力的效率较高。改变右轴转速大小能改变推力的大小，转速越快推力越大，转速越慢推力越小；改变右轴的转动方向能改变推力的方向。从船身左侧往右侧看，桨叶逆时针旋转，该小船向船头方向行驶即前进；桨叶顺时针旋转，该小船向船尾方向行驶即后退；人操纵操控盘来控制该小船的方向和速度。
该小船配有手摇装置，当发动机出故障或电动机的供电出问题时，不能采用机动方式驱动推进装置时，能用手摇装置驱动推进装置返回岸边，确保安全。
本发明的优点是：该发明一种机动半封闭式旋转桨叶小船使用时不会产生像螺旋桨推进器那样的明显的尾迹，也不会像传统明轮推进装置那样存在严重的拍水现象；由于半封闭槽的存在，安全性和效率都较高；且该小船能量损失小，无大水花，桨叶易制作，可采用刚性平板桨或翼型桨。用作水上交通工具及休闲娱乐体育活动都很方便。
附图说明
图1是本发明一种机动半封闭式旋转桨叶小船的后视示意图；图2是图1的左视图。
图中，1-船身，11-船头，12-船尾；21-操控盘，22-操控信号传输机构，23-方向舵，24-支架，25-座椅；3-发动机；4-减速传递装置，41-主动链轮（或主动同步轮），42-链条（或同步带），43-从动链轮（或从动同步轮）；5-推进装置，511-左侧板，51-左轴，52-左转盘，53-桨叶，54-桨轴，55-右转盘，56-右轴，561-右侧板，510-底板，左侧板57-导向杆，58-导向器，581-直线轴承，582-旋转轴承，59-导向器支撑件；6-水面；7-桨轴旋转圆周；8-半封闭槽；图2中，左转盘52上的空心箭头表示该发明小船前进时左转盘52的旋转方向。
具体实施方式
现结合附图1和附图2举例对本发明加以说明：一种机动半封闭式旋转桨叶小船，由船身1、操控系统和动力系统组成。船身1采用玻璃钢制成。操控系统包括操控盘21、操控信号传输机构22、方向舵23、座椅25及支架24，操控盘21和座椅25靠支架24安装在船身1上。动力系统包括驱动装置和推进装置5。驱动装置由发动机3和减速传递装置4组成。发动机3采用比较轻巧的汽油发动机。减速传递装置4采用链传动的形式，由主动链轮41、链条42和从动链轮43组成，为防止生锈，主动链轮41、链条42和从动链轮43用不锈钢材料制成。发动机3的操控信号是通过操控信号传输机构22在发动机3和操控盘21之间传递的；发动机3安装在船身1的尾部甲板上。发动机3与推进装置5之间通过减速传递装置4相连，减速传递装置4起动能传输和减速双重功能。推进装置5左右居中安装于船身1的尾部，通过伸出船身1尾部的左侧板511和右侧板561与船身1相连。推进装置5由左侧板511、左轴51、左转盘52、桨叶53、桨轴54、右转盘55、右轴56、右侧板561、底板510、导向杆57、导向器58和导向器支撑件59组成。两件相同的左侧板511和右侧板561平行且与船身1纵向对称面平行并对称布置于船身1纵向对称面的左右两侧，左侧板511和右侧板561的前端与船身1的尾部固连。左轴51和右轴56同轴地水平布置且与船身1纵向对称面垂直，左轴51的左段通过轴承与左侧板511相连于左侧板511的中后部，右轴56的中段通过轴承与右侧板561相连于右侧板561的中后部，右轴56的右端与减速传递装置4相连。右轴56的右端与减速传递装置4的从动链轮43相连，发动机3的输出轴与主动链轮41相连。两个相同的左转盘52和右转盘55平行且与船身1纵向对称面平行并对称布置于船身1纵向对称面的左右两侧。左轴51的右端与左转盘52垂直固连于左转盘52的中心，左轴51处于左转盘52的左侧；右轴56的左端与右转盘55垂直固连于右转盘55的中心，右轴56处于右转盘55的右侧。桨轴54穿过桨叶53上的靠近桨叶53的前缘且与桨叶53前缘平行的孔并通过轴承与桨叶53相连，桨轴54与桨叶53的前缘平行；桨轴54的左右两端分别与左转盘52和右转盘55垂直固连于左转盘52和右转盘55的边缘。桨叶53呈矩形，其截面为翼型。导向杆57的下端与桨叶53固连于桨叶53的展向中间位置的后缘处，且导向杆57处于过该处的弦线的向上的延长线上，导向杆57与桨轴54垂直；导向杆57的上段穿过导向器58。导向器58由直线轴承581紧密镶入旋转轴承582组合而成；导向器58通过导向器支撑件59安装于船身1的尾部甲板上方。导向器58至右轴56轴线之间的距离稍大于左转盘52的半径与桨叶53的宽度即弦长之和。导向杆57的长度应足够确保其上端始终在导向器58内而不脱落。底板510水平布置于推进装置5的底部且与左侧板511及右侧板561垂直，左侧板511、底板510和右侧板561组成一个半封闭槽8，该半封闭槽8上方、前方及后方都是开放的，该槽的长度即前后方向的尺寸大于左转盘52的直径，左侧板511的高度大于左转盘52的直径，底板510的安装位置稍低于左转盘52和右转盘55的最低点，方便左转盘52、桨叶53和右转盘55在该半封闭槽8内运转；左侧板511的后边缘、底板510的后边缘与右侧板561的后边缘处于同一垂直船身纵向对称面的铅垂面内，底板510的长度即前后方向的尺寸比左侧板511要短，该半封闭槽8的前下方是空的，以便半封闭槽8的前下方进水。方向舵23设在船尾12的最后端，方向舵23通过操控信号传输机构22与操控盘21相连，操控盘21安装于靠近船头11处。
为得到较高的效率，左轴51、右轴56和导向器58的安装高度满足：当该小船满载时，导向杆57向下的延长线在前方与桨轴旋转圆周7相切的切点与导向杆57向下的延长线在后方与桨轴旋转圆周7相切的切点同高且刚好处于水面6位置或附近。
该一种机动半封闭式旋转桨叶小船的工作原理是：启动发动机3，发动机3的动力通过减速传递装置4传递至推进装置5的右轴56，右轴56转动带动右转盘55旋转，右转盘55再带动桨轴54旋转，在桨轴54的牵引下左转盘52旋转，左轴51转动，桨叶53旋转，由于导向杆57和导向器58的限制，桨叶53旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内会发生有规律的变化，有利于产生推力。对于本发明小船前进而言，由于导向器58置于水面6的上方，右轴56置于水面6位置以下；导向杆57向下的延长线在前方与桨轴旋转圆周7相切的切点与导向杆57向下的延长线在后方与桨轴旋转圆周7相切的切点同高且刚好处于水面6位置或附近；桨叶53在水面6的上方虽然是前行的，但它们只受空气的阻力而没有水的阻力，这样，产生推力的效率较高。改变右轴56转速大小能改变推力的大小，转速越快推力越大，转速越慢推力越小；改变右轴56的转动方向能改变推力的方向。从船身1左侧往右侧看，桨叶53逆时针旋转，该小船向船头11方向行驶即前进；桨叶53顺时针旋转，该小船向船尾12方向行驶即后退；人操纵操控盘21来控制该小船的方向和速度。
该小船配有手摇装置，当发动机3出故障时，不能采用机动方式驱动推进装置5时，能用手摇装置驱动推进装置5返回岸边，确保安全。
该小船用于水上交通工具，用于风景区、公园等场所作体育游乐设备也是一个不错的选择。
Claims (8)
1.一种机动半封闭式旋转桨叶小船，由船身（1）、操控系统和动力系统组成，其特征在于：操控系统包括操控盘（21）、操控信号传输机构（22）、方向舵（23）、座椅（25）及支架（24），操控盘（21）和座椅（25）靠支架（24）安装在船身（1）上；动力系统包括驱动装置和推进装置（5）；驱动装置由发动机（3）和减速传递装置（4）组成；减速传递装置（4）采用链传动或带传动的形式，采用链传动时减速传递装置（4）由主动链轮（41）、链条（42）和从动链轮（43）组成；采用带传动时减速传递装置（4）由主动同步轮、同步带和从动同步轮组成；发动机（3）安装在船身（1）的尾部甲板上；发动机（3）与推进装置（5）之间通过减速传递装置（4）相连；推进装置（5）左右居中安装于船身（1）的尾部，通过伸出船身（1）尾部的左侧板（511）和右侧板（561）与船身（1）相连；推进装置（5）由左侧板（511）、左轴（51）、左转盘（52）、桨叶（53）、桨轴（54）、右转盘（55）、右轴（56）、右侧板（561）、底板（510）、导向杆（57）、导向器（58）和导向器支撑件（59）组成；两件相同的左侧板（511）和右侧板（561）平行且与船身（1）纵向对称面平行并对称布置于船身（1）纵向对称面的左右两侧，左侧板（511）和右侧板（561）的前端与船身（1）的尾部固连；左轴（51）和右轴（56）同轴地水平布置且与船身（1）纵向对称面垂直，左轴（51）的左段通过轴承与左侧板（511）相连于左侧板（511）的中后部，右轴（56）的中段通过轴承与右侧板（561）相连于右侧板（561）的中后部，右轴（56）的右端与减速传递装置（4）相连；减速传递装置（4）采用链传动时，右轴（56）的右端与从动链轮（43）相连，发动机（3）的输出轴与主动链轮（41）相连；减速传递装置（4）采用带传动时，右轴（56）的右端与从动同步轮相连，发动机（3）的输出轴与主动同步轮相连；两个相同的左转盘（52）和右转盘（55）平行且与船身（1）纵向对称面平行并对称布置于船身（1）纵向对称面的左右两侧；左轴（51）的右端与左转盘（52）垂直固连于左转盘（52）的中心，左轴（51）处于左转盘（52）的左侧；右轴（56）的左端与右转盘（55）垂直固连于右转盘（55）的中心，右轴（56）处于右转盘（55）的右侧；桨轴（54）穿过桨叶（53）上的靠近桨叶（53）的前缘且与桨叶（53）前缘平行的孔并通过孔内的轴承与桨叶（53）相连，桨轴（54）与桨叶（53）的前缘平行；桨轴（54）的左右两端分别与左转盘（52）和右转盘（55）垂直固连于左转盘（52）和右转盘（55）的边缘；导向杆（57）的下端与桨叶（53）固连于桨叶（53）的展向中间位置的后缘处，且导向杆（57）处于过该处的弦线的向上的延长线上，导向杆（57）与桨轴（54）垂直；导向杆（57）的上段穿过导向器（58）；导向器（58）由直线轴承（581）紧密镶入旋转轴承（582）组合而成；导向器（58）通过导向器支撑件（59）安装于船身（1）的尾部甲板上方；导向器（58）至右轴（56）轴线之间的距离稍大于左转盘（52）的半径与桨叶（53）的宽度即弦长之和；导向杆（57）的长度应足够确保其上端始终在导向器（58）内而不脱落；底板（510）水平布置于推进装置（5）的底部且与左侧板（511）及右侧板（561）垂直，左侧板（511）、底板（510）和右侧板（561）组成一个半封闭槽（8），该半封闭槽（8）上方、前方及后方都是开放的，该槽的长度即前后方向的尺寸大于左转盘（52）的直径，左侧板（511）的高度大于左转盘（52）的直径，底板（510）的安装位置稍低于左转盘（52）和右转盘（55）的最低点；左侧板（511）的后边缘、底板（510）的后边缘与右侧板（561）的后边缘处于同一垂直船身纵向对称面的铅垂面内，底板（510）的长度即前后方向的尺寸比左侧板（511）要短，该半封闭槽（8）的前下方是空的；方向舵（23）设在船尾（12）的最后端，方向舵（23）通过操控信号传输机构（22）与操控盘（21）相连，操控盘（21）安装于靠近船头（11）处。
2.根据权利要求1所述的一种机动半封闭式旋转桨叶小船，其特征在于：船身（1）采用木材、玻璃钢或碳纤维复合材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种机动半封闭式旋转桨叶小船，其特征在于：发动机（3）采用内燃机或电动机，采用内燃机时用比较轻巧的汽油发动机，采用电动机时由方便充电的锂电池供电。
4.根据权利要求1所述的一种机动半封闭式旋转桨叶小船，其特征在于：主动链轮（41）、链条（42）和从动链轮（43）用不锈钢材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种机动半封闭式旋转桨叶小船，其特征在于：主动同步轮和从动同步轮采用铝合金材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种机动半封闭式旋转桨叶小船，其特征在于：桨叶（53）呈矩形，其截面为翼型。
7.根据权利要求1所述的一种机动半封闭式旋转桨叶小船，其特征在于：桨叶（53）采用刚性平板桨。
8.根据权利要求1所述的一种机动半封闭式旋转桨叶小船，其特征在于：配有手摇装置。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Song Yali Inventor before: Wang Zhicheng |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170901 Address after: 075000, No. 6, unit 2, Building 102, building 27, East Street, Qiaodong District, Hebei, Zhangjiakou Patentee after: Song Yali Address before: Foshan City, Guangdong province 528500 city streets Gaoming District No. 78 Jiangwan Road, room 402 Fu Wan Patentee before: FOSHAN SHENFENG AVIATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181109 Address after: 313023 No. 26 innovation road, Dai Xi District, Wuxing Economic Development Zone, Huzhou, Zhejiang Patentee after: HUZHOU YUFAN COSMETIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: Unit 6 102, Building No. 27, Jiandong Street, Qiaodong District, Zhangjiakou City, Hebei Province, 075000 Patentee before: Song Yali |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221221 Address after: 276800 R&D Building No. 8, Electronic Information Industrial Park, Gaoxin 7th Road, Rizhao Hi tech Zone, Shandong Province 237, Xueyuan Road, Rizhao Hi tech Zone, Shandong Province Patentee after: Rizhao Xinrui Investment Promotion Development Co.,Ltd. Address before: 313023 No. 26 innovation road, Dai Xi District, Wuxing Economic Development Zone, Huzhou, Zhejiang Patentee before: HUZHOU YUFAN COSMETIC TECHNOLOGY CO.,LTD. |