CN104340349A

CN104340349A - 一种绳驱动仿鱼尾推进船

Info

Publication number: CN104340349A
Application number: CN201310321827.8A
Authority: CN
Inventors: 李峥; 杜如虚
Original assignee: SHENZHEN ZHONGKE LIANHUA WATER PURIFICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN ZHONGKE LIANHUA WATER PURIFICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-02-11

Abstract

本发明涉及船舶领域，具体涉及一种绳驱动仿鱼尾推进船，包括若干绳驱动仿鱼尾推进单体船，单体船连接装置以及控制中心。所述绳驱动仿鱼尾推进单体船，包括舱体，舱盖以及绳驱动仿鱼尾推进装置。所述绳驱动仿鱼尾推进装置包括鱼尾结构，若干滑轮，若干滑轮支架，若干驱动绳，以及驱动轮。若干所述绳驱动仿鱼尾推进单体船通过所述单体船连接装置相连，可组成多体船。所述多体船通过所述控制中心实现航行控制。本发明采用仿鱼尾推进装置模拟鱼类游动，为船提供动力，具有推进效率高，噪音小，转弯半径小的特点；通过单体船组成多体船，增大船舱体积，并使得船在航行过程中更加平稳，舒适。本发明非常适合于中小型船舶。

Description

一种绳驱动仿鱼尾推进船

技术领域

本发明涉及船舶领域，具体涉及一种绳驱动仿鱼尾推进船。

背景技术

现有船舶大多采用螺旋桨推进，通过螺旋桨的连续旋转产生推力带动船体前进。该方法结构简单，易于实现。但采用螺旋桨推进的船舶，推进效率不高，噪声大，且转弯半径大。鱼类通过尾部的往复摆动推进，其推进效率高，噪声小，且转弯半径小。通过模拟鱼类的游动，将仿鱼尾推进装置用于船舶中可提高航行效率，节省能源；降低噪声，提高航海舒适度；减小转弯半径，提高船舶机动性。

将鱼类游动方式应用在船舶上具有多种方式，比如中国专利200510112034.0公开了一种仿生鱼尾橹，包括固定架，撬杆架，手柄，升降杆，尾叶连接件，鱼尾片。该方式采用人力推动，只能为小型船只提供动力。同时，鱼尾片的方式推进效率低，且无法减小船的转弯半径。

中国专利200520110539.9公开了一种鱼形脚踏船，包括支架，扶手，转轴，轴套，支杆，踏板，拉线，座椅，鱼尾弹性板，鱼身。该方案通过脚踏提供动力，适合于水上娱乐。与摇橹相比，该方案更接近鱼类游动，但游动过程中船头会产生大幅摆动，航行不平稳。

中国专利200610086910.1公开了一种鱼尾驱动船，包括船体，驱动机构和操舵机构等。该方案中，通过摇臂带动鱼尾摆动，其实质为摇橹，推进效率低，且该方案无法减小船舶的转弯半径。

中国专利201110143726.7公开了一种仿生机器鱼船舶推进机构，包括燃料舱，连接系统和多关节鱼尾推进系统。该方案中，多关节鱼尾推进系统结构复杂，所需驱动器多，且无法真实模拟鱼类游动，从而降低推进效率。该方案中，将多个多关节仿生机器鱼安置在船舱底部，机器鱼之间相互产生干扰，将进一步降低船舶的整体推进效率。

通过对现有技术分析得出：现有技术中的仿鱼尾推进船或者采用摇橹式推进，推进效率低，船舶转弯半径大；或者采用众多多关机机器鱼共同推进，系统极为复杂，控制难度大，机器鱼间相互干扰降低了整体推进效率。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种推进效率高，噪声小，转弯半径小，航行平稳的船舶设计方案。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种绳驱动仿鱼尾推进船，采用绳索控制鱼尾结构，组成仿鱼尾推进装置，模拟鱼类游动，为船舶提供推力；通过绳驱动仿鱼尾推进单体船组成多体船增加航行的平稳性。

上述方案中，绳驱动仿鱼尾推进船，包括若干绳驱动仿鱼尾推进单体船，单体船连接装置以及控制中心。所述绳驱动仿鱼尾推进单体船通过所述单体船连接装置组成多体船，由所述控制中心实现航行控制。

上述方案中，所述绳驱动仿鱼尾推进单体船包括舱体，舱盖，以及若干绳驱动仿鱼尾推进装置。所述舱体为流线型，可降低船在航行中的阻力。所述舱盖为板状结构，用于封闭舱体。所述仿鱼尾推进装置可安装在所述舱体末端，底部或侧面。

上述方案中，所述仿鱼尾推进装置包括鱼尾结构，若干驱动绳，若干滑轮，若干滑轮支架以及驱动轮。所述驱动绳一端连接驱动轮，通过滑轮引导，另一端连接所述鱼尾结构。所述驱动轮由常规驱动器，如电机，汽油机，柴油机等带动，通过所述驱动绳带动所述鱼尾往复摆动。

上述方案中，所述鱼尾结构包括尾鳍，若干弹性体以及若干仿鱼尾椎骨。所述仿鱼尾椎骨采用串行连接，相邻仿鱼尾椎骨组成转动副。所述弹性体对所述转动副的转动形成约束。所述尾鳍连接在末端所述仿鱼尾椎骨上，随鱼尾结构摆动，为所述绳驱动仿鱼尾推进单体船提供推力。

上述方案中，所述仿鱼尾椎骨包括若干卡槽，若干导孔，若干凸圆柱面，若干凹圆柱面以及定位孔。相邻仿鱼尾椎骨的所述凹圆柱面与所述凸圆柱面组成一个转动副，可绕所述定位孔转动。全部所述仿鱼尾椎骨结构相同或相似。

上述方案中，所述尾鳍为片状结构，其形状同鱼的尾鳍形状类似，可为新月形，圆形，矩形，扇形，浆形，等形状。所述弹性体可为弹簧，弹性杆，弹性板，弹性梁等常见弹性结构。所述弹性体为弹性板时可与所述尾鳍连成一个整体。通过所述仿鱼尾椎骨的卡槽连接在鱼尾结构上。

附图说明

图1为本发明所述的绳驱动仿鱼尾推进船实施例三维结构示意图；

图2为本发明所述的绳驱动仿鱼尾推进船实施例正视图；

图3为本发明所述的绳驱动仿鱼尾推进船实施例侧视图；

图4为本发明所述的绳驱动仿鱼尾推进船实施例俯视图；

图5为本发明实施例中单体船三维结构示意图；

图6为本发明实施例中单体船侧视图；

图7为本发明实施例中绳驱动仿鱼尾推进装置三维结构示意图；

图8为本发明实施例中鱼尾结构三维结构示意图；

图9为本发明实施例中鱼尾结构剖视图；

图10为本发明实施例中鱼尾椎骨三维结构示意图；

图11为本发明实施例中鱼尾椎骨局部剖视图；

图12为本发明实施例中下滑轮支架三维结构示意图；

图13为本发明实施例中下滑轮支架正视图；

图14为本发明实施例中上滑轮支架三维结构示意图；

图15为本发明实施例中上滑轮支架正视图；

图16为本发明实施例中双体船实现开合式推进示意图；

图17为本发明实施例中双体船实现摆动式推进示意图。

附图标记

1：绳驱动仿鱼尾推进单体船1；1-1：舱体；1-2：舱盖；1-3：绳驱动仿鱼尾推进装置；1-3-1：尾鳍；1-3-2：仿鱼尾椎骨1；1-3-3：仿鱼尾椎骨2；1-3-:4：仿鱼尾椎骨3；1-3-5：仿鱼尾椎骨4；1-3-6：仿鱼尾椎骨5；1-3-7：仿鱼尾椎骨6；1-3-8：仿鱼尾椎骨7；1-3-8-1：仿鱼尾椎骨卡槽；1-3-8-2：仿鱼尾椎骨导孔；1-3-8-3：仿鱼尾椎骨凸圆柱面；1-3-8-4：仿鱼尾椎骨凹圆柱面；1-3-8-5：仿鱼尾椎骨定位孔；1-3-9：滑轮1；1-3-10：滑轮2；1-3-11：滑轮3；1-3-12：下滑轮支架；1-3-12-1：左下滑轮支撑；1-3-12-2：右下滑轮支撑；1-3-12-3：下滑轮支架凸圆柱面；1-3-12-4：下滑轮支架凹圆柱面；1-3-12-5：下滑轮支架卡槽1；1-3-12-6：下滑轮支架卡槽2；1-3-12-7：下滑轮支架螺栓孔1；1-3-12-8：下滑轮支架螺栓孔2；1-3-12-9：下滑轮支架螺栓孔3；1-3-12-10：下滑轮支架螺栓孔4；1-3-12-11：下滑轮支架定位孔；1-3-13：上滑轮支架；1-3-13-1：左上滑轮支撑；1-3-13-2：右上滑轮支撑；1-3-13-3：上滑轮支架螺栓孔1；1-3-13-4：上滑轮支架螺栓孔2；1-3-13-5：上滑轮支架螺栓孔3；1-3-14：滑轮4；1-3-15：驱动绳1；1-3-16：驱动绳2；1-3-17：驱动轮；2：绳驱动仿鱼尾推进单体船2；3：控制中心；4：单体船连接装置。

具体实施方式

结合附图以及具体实施例对本发明技术方案进行详细描述如下：

图1给出一种绳驱动仿鱼尾推进船实施例。本实施例中，绳驱动仿鱼尾推进单体船1和2通过单体船连接装置4（如图2所示）组成双体船，双体船通过控制中心3实现航行控制。图2给出本实施例正视图，图3给出本实施例侧视图，图4给出本实施例俯视图。

如图5所示，本实施例中，舱体前端为流线型，用于减小船在航行中的阻力。舱盖1-2与舱体1-1组成一个相对封闭的空间。绳驱动仿鱼尾推进装置1-3安装在舱体1-1的末端，并靠近舱底的部位。在航行过程中，推进装置完全浸在水中，可为双体船提供最大推力。图6给出绳驱动仿鱼尾推进单体船的侧视图。本实施例中，每一个绳驱动仿鱼尾推进单体船带有一个绳驱动仿鱼尾推进装置。

图7给出本发明实施例中绳驱动仿鱼尾推进装置三维结构示意图。本实施例中，尾鳍1-3-1为片状结构，末端为新月形。本实施例中，弹性体同样为片状结构，与尾鳍1-3-1连成一个整体，组成弹性尾鳍。仿鱼尾椎骨1-3-3,1-3-4,1-3-5,1-3-6,1-3-7,1-3-8具有相似结构，采用串行连接方式。仿鱼尾椎骨两端分别具有凸圆柱面1-3-8-3以及凹圆柱面1-3-8-4。仿鱼尾椎骨1-3-2与其余仿鱼尾椎骨结构相近，只有一端具有凸圆柱面与凹圆柱面。如图9所示，相邻仿鱼尾椎骨之间通过凹圆柱面与凸圆柱面组成一个转动副，可绕定位孔1-3-X-5转动（其中X为仿鱼尾椎骨编号，从2到8）。弹性尾鳍与仿鱼尾椎骨的卡槽1-3-X-1相连，如图9所示。当仿鱼尾椎骨转动时，弹性尾鳍随着转动副的转动而发生弯曲变形。变形过程产生的弹性力对转动副的转动产生约束。

鱼尾结构通过下滑轮支架1-3-12安装在舱体上。下滑轮支架包括滑轮支撑1-3-12-1以及1-3-12-2，凸圆柱面1-3-12-3，凹圆柱面1-3-12-4，,卡槽1-3-12-5，1-3-12-6，螺栓孔1-3-12-7,1-3-12-8,1-3-12-9，1-3-12-10，以及定位孔1-3-12-11。仿鱼尾椎骨1-3-8与下滑轮支架的凸圆柱面，凹圆柱面组成一个转动副。弹性尾鳍的末端固定在下滑轮支架的卡槽1-3-12-5以及1-3-12-6上。下滑轮支架通过螺栓安装在舱体1-1上。上滑轮支架仅用于为滑轮提供支撑，通过螺栓连接于舱体上，其结构如图14，图15所示。

驱动绳1-3-15一端连接在仿鱼尾椎骨1-3-2的末端，穿过仿鱼尾椎骨的导孔1-3-X-2，经过滑轮1-3-9,1-3-11的引导，最终连接在驱动轮1-3-17上。滑轮1-3-11顶端的高度与驱动轮的高度相同，使驱动绳1-3-15在驱动轮与滑轮间为水平状态，可提高驱动绳在收放过程中的稳定性。驱动绳1-3-16的连接方式类似。当驱动轮顺时针转动时，驱动绳1-3-16被收紧，同时驱动绳1-3-15被放松。驱动绳带动鱼尾结构往驱动绳1-3-16一侧摆动。当驱动轮逆时针转动时，鱼尾结构往驱动绳1-3-15一侧摆动。通过驱动轮的往复转动，带动鱼尾结构往复摆动。本实施例中，与尾鳍1-3-1相连的弹性体形状均匀，在摆动过程中施加在各关节上的约束相近，从而各个关节的转动角度基本相同。摆动过程中，鱼尾结构的形状近似为圆弧。

图16给出绳驱动仿鱼尾推进双体船采用开合式推进方式。该方式中，两个仿鱼尾推进装置摆动方向相反。每一个推进装置在摆动的过程中产生一个向前的推力以及一个侧向力。通过两个推进装置的反向摆动，侧向力相互抵消，其合力为一个向前的推力。从而可以推动双体船平稳前进。通过控制仿鱼尾推进装置的摆动幅度以及摆动频率实现双体船航行速度的控制。

图17给出绳驱动仿鱼尾推进双体船采用摆动式推进方式。该方式中，两个仿鱼尾推进装置摆动方向相同。在一个摆动周期中，两个仿鱼尾推进装置产生一个向前的推力以及一个侧向力。侧向力推动双体船实现转弯。当仿鱼尾推进装置在左侧的摆动幅度大于右侧的摆动幅度，双体船向左转弯；当仿鱼尾推进装置在右侧的摆动幅度大于左侧的摆动幅度，双体船向右转弯。通过两侧摆动幅度的差异以及两侧的摆动速度，可以实现转弯速度以及转弯半径的控制。

Claims

1.一种绳驱动仿鱼尾推进船，其特征在于：包括若干绳驱动仿鱼尾推进单体船，单体船连接装置以及控制中心，所述绳驱动仿鱼尾推进单体船通过所述单体船连接装置组成多体船，由所述控制中心实现航行控制。

2.如权利要求1所述的绳驱动仿鱼尾推进单体船，其特征在于：所述绳驱动仿鱼尾推进单体船包括舱体，舱盖，以及若干绳驱动仿鱼尾推进装置，所述舱体为流线型，可降低船在航行中的阻力；所述舱盖为板状结构，用于封闭舱体；所述仿鱼尾推进装置可安装在所述舱体末端，底部或侧面。

3.如权利要求2所述的仿鱼尾推进装置，其特征在于：包括鱼尾结构，若干驱动绳，若干滑轮，若干滑轮支架以及驱动轮，所述驱动绳一端连接驱动轮，通过滑轮引导，另一端连接所述鱼尾结构；所述驱动轮由常规驱动器，如电机，汽油机，柴油机等带动，通过所述驱动绳带动所述鱼尾往复摆动。

4.如权利要求3所述的鱼尾结构，其特征在于：包括尾鳍，若干弹性体以及若干仿鱼尾椎骨；所述仿鱼尾椎骨采用串行连接，相邻仿鱼尾椎骨组成转动副；所述弹性体对所述转动副的转动形成约束；所述尾鳍连接在末端所述仿鱼尾椎骨上，随鱼尾结构摆动，为所述绳驱动仿鱼尾推进单体船提供推力。

5.如权利要求4所述的仿鱼尾椎骨，其特征在于：包括若干卡槽，若干导孔，若干凸圆柱面，若干凹圆柱面以及定位孔；相邻仿鱼尾椎骨的所述凹圆柱面与所述凸圆柱面组成一个转动副，可绕所述定位孔转动；全部所述仿鱼尾椎骨结构相同或相似。

6.如权利要求4所述的尾鳍为片状结构，其形状同鱼的尾鳍形状类似，可为新月形，圆形，矩形，扇形，浆形等；所述弹性体可为弹簧，弹性杆，弹性板，弹性梁等常见弹性结构；所述弹性体为弹性板时可与所述尾鳍连成一个整体；通过所述仿鱼尾椎骨的卡槽连接在鱼尾结构上。