CN104002944B

CN104002944B - 一种桨叶旋转式机动艇

Info

Publication number: CN104002944B
Application number: CN201410234009.9A
Authority: CN
Inventors: 王志成
Original assignee: Foshan Shenfeng Aviation Technology Co Ltd
Current assignee: Boao Zongheng Network Technology Co ltd; Liaoning Jinlong Mega Yacht Manufacturing Co ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: CN104002944A

Abstract

一种桨叶旋转式机动艇，属船舶技术领域。它由艇身、操控系统和动力系统组成。艇身采用玻璃钢或碳纤维复合材料制成。操控系统包括操控把、操控信号传输机构、方向舵、鞍座及支架，操控把和鞍座都靠支架固定在艇身上。动力系统包括驱动装置和推进装置。驱动装置由发动机、齿轮减速装置及主轴组成，发动机采用内燃机或电动机。推进装置包括左推进器和右推进器，左推进器和右推进器结构和工作原理都相同，它们对称布置于艇身的左右两侧。左推进器中的左桨叶和右推进器中的右桨叶作旋转运动产生推力。使用时没有明显的尾迹，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

一种桨叶旋转式机动艇

技术领域

一种桨叶旋转式机动艇，属船舶技术领域，尤其涉及一种机动艇。

背景技术

传统的机动艇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艇的上述不足，发明一种效率较高的无明显尾迹的桨叶旋转式机动艇。

一种桨叶旋转式机动艇，由艇身、操控系统和动力系统组成。艇身采用玻璃钢或碳纤维复合材料制成。操控系统包括操控把、操控信号传输机构、方向舵、鞍座及支架，操控把和鞍座都靠支架固定在艇身上。动力系统包括驱动装置和推进装置。驱动装置由发动机、齿轮减速装置及主轴组成。发动机采用内燃机或电动机，采用电动机时由方便充电的锂电池供电；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把之间传递的；发动机、齿轮减速装置和主轴都安装在艇的中后部，发动机与齿轮减速装置相连，齿轮减速装置的输出轴为主轴；主轴水平布置且与艇身纵向对称面垂直，主轴的左段通过轴承与艇身左侧壁相连，并穿过艇身左侧壁外露于艇身的左边，主轴的右段通过轴承与艇身右侧壁相连，并穿过艇身右侧壁外露于艇身的右边，两个穿过处均进行密封防水处理。推进装置包括左推进器和右推进器，左推进器和右推进器结构和工作原理都相同，它们对称布置于艇身的左右两侧；左推进器由左转臂、左桨叶、左桨轴、左导向杆、左导向器和左导向器支撑件组成，左转臂的一端与驱动装置的主轴的露出艇身左侧的左端垂直固连，左转臂的另一端与左桨轴的右端垂直固连，左桨轴与主轴分别布置于左转臂的左右两侧，左桨轴的左段穿过左桨叶上的靠近左桨叶的前缘且与左桨叶前缘平行的孔并通过轴承与左桨叶相连，左桨轴与左桨叶的前缘平行；左桨叶能绕左桨轴灵活转摆，但左桨叶不能沿左桨轴作轴向直线运动；左桨叶的根部端面即靠近左转臂旋转平面的一端的端面与左桨叶的前缘垂直，左桨叶呈直角梯形或矩形，左桨叶的截面为翼型；左导向杆的下段与左桨叶固连于左桨叶的根部端面并与该端面的弦线重叠，左导向杆的上段穿过左导向器；左导向器由左直线轴承紧密镶入左旋转轴承组合而成；左导向器安装于艇身的中后部左侧的上方，且置于左转臂旋转平面的左侧，左导向器通过左导向器支撑件与艇身相连；左导向器尽量靠近左桨轴的旋转圆周安装，但左导向器至主轴之间的距离大于左转臂长度与左桨叶的最大宽度即最大弦长之和，以便左桨叶顺利旋转；左导向杆的长度应足够确保其上端始终在左导向器内而不脱落。右推进器由右转臂、右桨叶、右桨轴、右导向杆、右导向器和右导向器支撑件组成，右转臂的一端与驱动装置的主轴的露出艇身右侧的右端垂直固连，右转臂的另一端与右桨轴的左端垂直固连，主轴与右桨轴分别布置于右转臂的左右两侧，右桨轴的右段穿过右桨叶上的靠近右桨叶的前缘且与右桨叶前缘平行的孔并通过轴承与右桨叶相连，右桨轴与右桨叶的前缘平行；右桨叶能绕右桨轴灵活转摆，但右桨叶不能沿右桨轴作轴向直线运动；右桨叶的根部端面即靠近右转臂旋转平面的一端的端面与右桨叶的前缘垂直，右桨叶呈直角梯形或矩形，右桨叶的截面为翼型；右导向杆的下段与右桨叶固连于右桨叶的根部端面并与该端面的弦线重叠，右导向杆的上段穿过右导向器；右导向器由右直线轴承紧密镶入右旋转轴承组合而成；右导向器安装于艇身的中后部右侧的上方，且置于右转臂旋转平面的右侧，右导向器通过右导向器支撑件与艇身相连；右导向器尽量靠近右桨轴的旋转圆周安装，但右导向器至主轴之间的距离大于右转臂长度与右桨叶的最大宽度即最大弦长之和，以便右桨叶顺利旋转；右导向杆的长度应足够确保其上端始终在右导向器内而不脱落。主轴、左转臂、右转臂、左桨轴和右桨轴处于同一平面内，且左桨轴和右桨轴处于同一直线上。方向舵设在艇尾处，方向舵通过操控信号传输机构与操控把相连，操控把安装于靠近艇头处。左导向器和右导向器的连线处于主轴轴线的正上方且与主轴轴线平行。

为得到满意的效率，主轴、左导向器和右导向器的安装高度满足：当该艇满载时，左导向杆在前方与左桨轴旋转圆周相切的切点、右导向杆在前方与右桨轴旋转圆周相切的切点、左导向杆在后方与左桨轴旋转圆周相切的切点和右导向杆在后方与右桨轴旋转圆周相切的切点同高且刚好处于水面位置。

该一种桨叶旋转式机动艇的工作原理是：开动发动机，发动机的动力通过齿轮减速装置传递至主轴，主轴同时同向同速驱动左推进器和右推进器，推动该艇行驶。从艇身左侧往右侧看，左桨叶和右桨叶同向同速逆时针旋转，该艇向艇头方向行驶即前进；左桨叶和右桨叶同向同速顺时针旋转，该艇向艇尾方向行驶即后退；人操纵操控把来控制该艇的方向和速度。

推进装置是这样工作的：动力传递给主轴，主轴转动带动左转臂和右转臂同向同速转动；左转臂带动左桨轴旋转，右转臂带动右桨轴旋转；在左桨轴的牵引下左桨叶旋转，在右桨轴的牵引下右桨叶旋转；由于左导向杆和左导向器的限制，左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；同样地，由于右导向杆和右导向器的限制，右桨叶旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内同样会发生有规律的变化，有利于产生推力。对于本发明艇前进而言，由于左导向器和右导向器均置于水面的上方，主轴置于水面位置以下，左导向杆在前方与左桨轴旋转圆周相切的切点、右导向杆在前方与右桨轴旋转圆周相切的切点、左导向杆在后方与左桨轴旋转圆周相切的切点和右导向杆在后方与右桨轴旋转圆周相切的切点同高且刚好处于水面位置，并且左导向器靠近左桨轴的旋转圆周安装，右导向器同样靠近右桨轴的旋转圆周安装，在一个周期内，左桨叶和右桨叶划水同样占大半个工作周期；左桨叶和右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。改变主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；改变主轴的转动方向能改变推力的方向。

本发明的优点是：该发明一种桨叶旋转式机动艇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；且该艇能量损失小，效率高，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是本发明一种桨叶旋转式机动艇的主视示意图；图2是图1的左视图。

图中，1-艇身，11-艇头，12-艇尾；21-操控把，22-操控信号传输机构，23-方向舵，24-支架，25-鞍座；31-发动机，32-齿轮减速装置，33-主轴；4-左推进器，41-左转臂，42-左桨叶，43-左桨轴，44-左导向杆，45-左导向器，451-左直线轴承，452-左旋转轴承，46-左导向器支撑件，5-右推进器，51-右转臂，52-右桨叶，53-右桨轴，54-右导向杆，55-右导向器，551-右直线轴承，552-右旋转轴承，56-右导向器支撑件；6-水面；7-左桨轴旋转圆周；图2中，左转臂41上的空心箭头表示该发明艇前进时左转臂41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：一种桨叶旋转式机动艇，由艇身1、操控系统和动力系统组成。艇身1采用玻璃钢制成。操控系统包括操控把2121、操控信号传输机构22、方向舵23、鞍座25及支架24，操控把21和鞍座25都靠支架24固定在艇身1上。动力系统包括驱动装置和推进装置。驱动装置由发动机31、齿轮减速装置32及主轴33组成。发动机31采用电动机，由方便充电的锂电池供电；发动机31的操控信号是通过操控信号传输机构22在发动机31和操控把21之间传递的；发动机31、齿轮减速装置32和主轴33都安装在艇的中后部，发动机31与齿轮减速装置32相连，齿轮减速装置32的输出轴为主轴33；主轴33水平布置且与艇身1纵向对称面垂直，主轴33的左段通过轴承与艇身1左侧壁相连，并穿过艇身1左侧壁外露于艇身1的左边，主轴33的右段通过轴承与艇身1右侧壁相连，并穿过艇身1右侧壁外露于艇身1的右边，两个穿过处均进行密封防水处理。推进装置包括左推进器4和右推进器5，左推进器4和右推进器5结构和工作原理都相同，它们对称布置于艇身1的左右两侧；左推进器4由左转臂41、左桨叶42、左桨轴43、左导向杆44、左导向器45和左导向器支撑件46组成，左转臂41的一端与驱动装置的主轴33的露出艇身1左侧的左端垂直固连，左转臂41的另一端与左桨轴43的右端垂直固连，左桨轴43与主轴33分别布置于左转臂41的左右两侧，左桨轴43的左段穿过左桨叶42上的靠近左桨叶42的前缘且与左桨叶42前缘平行的孔并通过轴承与左桨叶42相连，左桨轴43与左桨叶42的前缘平行；左桨叶42能绕左桨轴43灵活转摆，但左桨叶42不能沿左桨轴43作轴向直线运动；左桨叶42的根部端面即靠近左转臂41旋转平面的一端的端面与左桨叶42的前缘垂直，左桨叶42呈直角梯形或矩形，左桨叶42的截面为翼型；左导向杆44的下段与左桨叶42固连于左桨叶42的根部端面并与该端面的弦线重叠，左导向杆44的上段穿过左导向器45；左导向器45由左直线轴承451紧密镶入左旋转轴承452组合而成；左导向器45安装于艇身1的中后部左侧的上方，且置于左转臂41旋转平面的左侧，左导向器45通过左导向器支撑件46与艇身1相连；左导向器45尽量靠近左桨轴43的旋转圆周安装，但左导向器45至主轴33之间的距离大于左转臂41长度与左桨叶42的最大宽度即最大弦长之和，以便左桨叶42顺利旋转；左导向杆44的长度应足够确保其上端始终在左导向器45内而不脱落。右推进器5由右转臂51、右桨叶52、右桨轴53、右导向杆54、右导向器55和右导向杆支撑件56组成，右转臂51的一端与驱动装置的主轴33的露出艇身1右侧的右端垂直固连，右转臂51的另一端与右桨轴53的左端垂直固连，主轴33与右桨轴53分别布置于右转臂51的左右两侧，右桨轴53的右段穿过右桨叶52上的靠近右桨叶52的前缘且与右桨叶52前缘平行的孔并通过轴承与右桨叶52相连，右桨轴53与右桨叶52的前缘平行；右桨叶52能绕右桨轴53灵活转摆，但右桨叶52不能沿右桨轴53作轴向直线运动；右桨叶52的根部端面即靠近右转臂51旋转平面的一端的端面与右桨叶52的前缘垂直，右桨叶52呈直角梯形或矩形，右桨叶52的截面为翼型；右导向杆54的下段与右桨叶52固连于右桨叶52的根部端面并与该端面的弦线重叠，右导向杆54的上段穿过右导向器55；右导向器55由右直线轴承551紧密镶入右旋转轴承552组合而成；右导向器55安装于艇身1的中后部右侧的上方，且置于右转臂51旋转平面的右侧，右导向器55通过右导向杆支撑件56与艇身1相连；右导向器55尽量靠近右桨轴53的旋转圆周安装，但右导向器55至主轴33之间的距离大于右转臂51长度与右桨叶52的最大宽度即最大弦长之和，以便右桨叶52顺利旋转；右导向杆54的长度应足够确保其上端始终在右导向器55内而不脱落。主轴33、左转臂41、右转臂51、左桨轴43和右桨轴53处于同一平面内，且左桨轴43和右桨轴53处于同一直线上。方向舵23设在艇尾12处，方向舵23通过操控信号传输机构22与操控把21相连，操控把21安装于靠近艇头11处。左导向器45和右导向器55的连线处于主轴33轴线的正上方且与主轴33轴线平行。

为得到满意的效率，主轴33、左导向器45和右导向器55的安装高度满足：当该艇满载时，左导向杆44在前方与左桨轴旋转圆周7相切的切点、右导向杆54在前方与右桨轴53旋转圆周相切的切点、左导向杆44在后方与左桨轴旋转圆周7相切的切点和右导向杆54在后方与右桨轴53旋转圆周相切的切点同高且刚好处于水面6位置。

该一种桨叶旋转式机动艇的工作原理是：开动发动机31，发动机31的动力通过齿轮减速装置32传递至主轴33，主轴33同时同向同速驱动左推进器4和右推进器5，推动该艇行驶。从艇身1左侧往右侧看，左桨叶42和右桨叶52同向同速逆时针旋转，该艇向艇头11方向行驶即前进；左桨叶42和右桨叶52同向同速顺时针旋转，该艇向艇尾12方向行驶即后退；人操纵操控把21来控制该艇的方向和速度。

推进装置是这样工作的：动力传递给主轴33，主轴33转动带动左转臂41和右转臂51同向同速转动；左转臂41带动左桨轴43旋转，右转臂51带动右桨轴53旋转；在左桨轴43的牵引下左桨叶42旋转，在右桨轴53的牵引下右桨叶52旋转；由于左导向杆44和左导向器45的限制，左桨叶42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；同样地，由于右导向杆54和右导向器55的限制，右桨叶52旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内同样会发生有规律的变化，有利于产生推力。对于本发明艇前进而言，由于左导向器45和右导向器55均置于水面6的上方，主轴33置于水面6位置以下，左导向杆44在前方与左桨轴旋转圆周7相切的切点、右导向杆54在前方与右桨轴53旋转圆周相切的切点、左导向杆44在后方与左桨轴旋转圆周7相切的切点和右导向杆54在后方与右桨轴53旋转圆周相切的切点同高且刚好处于水面6位置，并且左导向器45靠近左桨轴43的旋转圆周安装，右导向器55同样靠近右桨轴53的旋转圆周安装，在一个周期内，左桨叶42和右桨叶52划水同样占大半个工作周期；左桨叶42和右桨叶52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。改变主轴33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；改变主轴33的转动方向能改变推力的方向。

该艇配有手摇装置，当发动机31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。

该艇用于水上交通工具，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

1.一种桨叶旋转式机动艇，由艇身（1）、操控系统和动力系统组成，其特征在于：操控系统包括操控把（21）、操控信号传输机构（22）、方向舵（23）、鞍座（25）及支架（24），操控把（21）和鞍座（25）都靠支架（24）固定在艇身（1）上；动力系统包括驱动装置和推进装置；驱动装置由发动机（31）、齿轮减速装置（32）及主轴（33）组成；发动机（31）的操控信号是通过操控信号传输机构（22）在发动机（31）和操控把（21）之间传递的；发动机（31）与齿轮减速装置（32）相连，齿轮减速装置（32）的输出轴为主轴（33）；主轴（33）水平布置且与艇身（1）纵向对称面垂直，主轴（33）的左段通过轴承与艇身（1）左侧壁相连，并穿过艇身（1）左侧壁外露于艇身（1）的左边，主轴（33）的右段通过轴承与艇身（1）右侧壁相连，并穿过艇身（1）右侧壁外露于艇身（1）的右边，两个穿过处均进行密封防水处理；推进装置包括左推进器（4）和右推进器（5），左推进器（4）和右推进器（5）结构和工作原理都相同，它们对称布置于艇身（1）的左右两侧；左推进器（4）由左转臂（41）、左桨叶（42）、左桨轴（43）、左导向杆（44）、左导向器（45）和左导向器支撑件（46）组成，左转臂（41）的一端与驱动装置的主轴（33）的露出艇身（1）左侧的左端垂直固连，左转臂（41）的另一端与左桨轴（43）的右端垂直固连，左桨轴（43）与主轴（33）分别布置于左转臂（41）的左右两侧，左桨轴（43）的左段穿过左桨叶（42）上的靠近左桨叶（42）的前缘且与左桨叶（42）前缘平行的孔并通过轴承与左桨叶（42）相连，左桨轴（43）与左桨叶（42）的前缘平行；左桨叶（42）的根部端面即靠近左转臂（41）旋转平面的一端的端面与左桨叶（42）的前缘垂直；左导向杆（44）的下段与左桨叶（42）固连于左桨叶（42）的根部端面并与该端面的弦线重叠，左导向杆（44）的上段穿过左导向器（45）；左导向器（45）由左直线轴承（451）紧密镶入左旋转轴承（452）组合而成；左导向器（45）安装于艇身（1）的中后部左侧的上方，且置于左转臂（41）旋转平面的左侧，左导向器（45）通过左导向器支撑件（46）与艇身（1）相连；左导向杆（44）的长度应足够确保其上端始终在左导向器（45）内而不脱落；右推进器（5）由右转臂（51）、右桨叶（52）、右桨轴（53）、右导向杆（54）、右导向器（55）和右导向杆支撑件（56）组成，右转臂（51）的一端与驱动装置的主轴（33）的露出艇身（1）右侧的右端垂直固连，右转臂（51）的另一端与右桨轴（53）的左端垂直固连，主轴（33）与右桨轴（53）分别布置于右转臂（51）的左右两侧，右桨轴（53）的右段穿过右桨叶（52）上的靠近右桨叶（52）的前缘且与右桨叶（52）前缘平行的孔并通过轴承与右桨叶（52）相连，右桨轴（53）与右桨叶（52）的前缘平行；右桨叶（52）的根部端面即靠近右转臂（51）旋转平面的一端的端面与右桨叶（52）的前缘垂直，右导向杆（54）的下段与右桨叶（52）固连于右桨叶（52）的根部端面并与该端面的弦线重叠，右导向杆（54）的上段穿过右导向器（55）；右导向器（55）由右直线轴承（551）紧密镶入右旋转轴承（552）组合而成；右导向器（55）安装于艇身（1）的中后部右侧的上方，且置于右转臂（51）旋转平面的右侧，右导向器（55）通过右导向杆支撑件（56）与艇身（1）相连；右导向杆（54）的长度应足够确保其上端始终在右导向器（55）内而不脱落；主轴（33）、左转臂（41）、右转臂（51）、左桨轴（43）和右桨轴（53）处于同一平面内，且左桨轴（43）和右桨轴（53）处于同一直线上；方向舵（23）设在艇尾（12）处，方向舵（23）通过操控信号传输机构（22）与操控把（21）相连，操控把（21）安装于靠近艇头（11）处；左导向杆（44）在前方与左桨轴旋转圆周（7）相切的切点、右导向杆（54）在前方与右桨轴（53）旋转圆周相切的切点、左导向杆（44）在后方与左桨轴旋转圆周（7）相切的切点和右导向杆（54）在后方与右桨轴（53）旋转圆周相切的切点同高且刚好处于水面（6）位置。

2.根据权利要求1所述的一种桨叶旋转式机动艇，其特征在于：艇身（1）采用玻璃钢或碳纤维复合材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种桨叶旋转式机动艇，其特征在于：发动机（31）采用内燃机或电动机，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所述的一种桨叶旋转式机动艇，其特征在于：左桨叶（42）和右桨叶（52）都呈直角梯形或矩形，它们的截面为翼型。

5.根据权利要求1所述的一种桨叶旋转式机动艇，其特征在于：左桨叶（42）和右桨叶（52）采用刚性平板桨。

6.根据权利要求1所述的一种桨叶旋转式机动艇，其特征在于：左导向器（45）靠近左桨轴（43）的旋转圆周安装，但左导向器（45）至主轴（33）之间的距离大于左转臂（41）长度与左桨叶（42）的最大宽度即最大弦长之和；右导向器（55）靠近右桨轴（53）的旋转圆周安装，但右导向器（55）至主轴（33）之间的距离大于右转臂（51）长度与右桨叶（52）的最大宽度即最大弦长之和。

7.根据权利要求1所述的一种桨叶旋转式机动艇，其特征在于：左导向器（45）和右导向器（55）的连线处于主轴（33）轴线的正上方且与主轴（33）轴线平行。

8.根据权利要求1所述的一种桨叶旋转式机动艇，其特征在于：配有手摇装置。