CN104527955A - 水面无人平台矢量推进装置 - Google Patents
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Abstract
一种船舶制造领域的水面无人平台矢量推进装置，包括：动力源、曲形支架、可旋转肋板、推杆、螺旋桨和传动连接结构，其中：动力源设置于曲形支架的一端且与传动连接件的输入端相连，曲形支架的另一端与可旋转肋板的一端以及推杆的一端相连，传动连接件的输出端分别与可旋转肋板的另一端以及螺旋桨相连，推杆的另一端连接舵机。本发明结构简洁且控制方便，对舱容占用小，能够改变推力方向实现水面无人平台的矢量推进。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种船舶制造领域的技术，具体是一种适用于小型水面平台的水面无人平台矢量推进装置。
背景技术
水面无人平台泛指无人艇、动力船模、遥控快艇等。水面无人平台在军民领域均有着广阔的应用，比如军用无人战斗艇、侦察艇、科研用调查船、小型水库救援船、竞速电船、小型拖船等。现在的推进方式主要有螺旋桨推进和喷水推进。对于超大型无人艇，通常是由高速柴油机或汽油机带动螺旋桨推进；对于小型动力船模，则是由内转子无刷电机或者26cc‐30cc的小型汽油机带动螺旋桨推进。现在的螺旋桨推进方式多为电机、硬轴或者软轴直接连接螺旋桨的形式，只具备船体轴方向上的推进力，通过舵来改变航向。矢量推进可以极大的提高船体的操纵性和灵活性，无论在航空和船舶领域都有着巨大的应用价值和研究投入。喷水推进器是近些年发展迅速的矢量推进装置，在有人平台得到越来越广泛的应用，无人平台也有应用，但经过检索发现小型水面无人平台用的喷水推进器产品很少，而且价格昂贵。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN1496317，公开日2004‐5‐12，公开了一种船推进系统，尤其涉及效率提高的、可减小波浪的船推进系统，该系统包括至少部分地浸没在水中的推进装置，该装置可绕至少绕基本垂直于推进方向延伸的一个旋转轴线旋转，以及罩，该罩部分地包围住推进装置，并当该推进装置运行时与推进装置一同形成输送水的流道。但该技术的缺陷在于：机构复杂、控制过程繁琐。在安装中需要对船体进行改造，占用大量舱容。其机动性及灵活性较差。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种水面无人平台矢量推进装置，结构简洁且控制方便，对舱容占用小，能够改变推力方向实现水面无人平台的矢量推进。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：动力源、曲形支架、可旋转肋板、推杆、螺旋桨和传动连接结构，其中：动力源设置于曲形支架的一端且与传动连接件的输入端相连，曲形支架的另一端与可旋转肋板的一端以及推杆的一端相连，传动连接件的输出端分别与可旋转肋板的另一端以及螺旋桨相连，推杆的另一端连接舵机。
所述的曲形支架包括：依次相连的底板、竖向板和水平支架，其中：底板与船板固定连接，竖向板可以垂直于底板亦可根据需要倾斜于底板，动力源设置于竖向板上，水平支架的末端由旋转轴分别与可旋转肋板以及推杆相连，且与底板平行。
所述的传动连接结构包括：第一万向节联轴器、第一连接轴、第一轴套、第二万向节联轴器和第二连接轴，其中：第一万向节联轴器的两端分别与动力源的输出端和第一连接轴相连，第一连接轴套接于第一轴套内，第二万向节联轴器的两端分别与第一连接轴和第二连接轴相连，第二连接轴与可旋转肋板相连且端部与螺旋桨相连。
技术效果
本发明利用万向节联轴器的传动实现螺旋桨推力方向的改变，进而实现水面无人平台的矢量推进，有利于提高水面无人平台的操纵性。整套装置由于具备了矢量推进的能力，故不再需要安装额外的舵。本发明制造价格相对喷水推进器和全回转推进器而言较低，方案易于实现；整套装置集成度高，便于在水面无人平台的安装。
附图说明
图1为本发明整体结构图。
图2为本发明沿左舷——右舷方向的视图。
图3为本发明沿甲板——吃水方向的视图。
图4为本发明船尾——船首方向的视图。
图5为曲形支架的结构图。
图6为通过推杆推动螺旋桨旋转工作示意透视图。
图7为通过推杆推动螺旋桨旋转工作示意俯视图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：动力源1、曲形支架2、可旋转肋板3、推杆4、螺旋桨5和传动连接结构，其中：动力源1设置于曲形支架2的一端且与传动连接件的输入端相连，曲形支架2的另一端与可旋转肋板3的一端以及推杆4的一端相连，传动连接件的输出端分别与可旋转肋板3的另一端以及螺旋桨5相连，推杆4的另一端连接舵机。
所述的曲形支架2包括：依次相连的底板7、竖向板6和水平支架14，其中：底板7与船板固定连接，竖向板6斜置，动力源1设置于竖向板6上，水平支架14的末端由旋转轴15分别与可旋转肋板3以及推杆4相连，底板7和水平支架14平行。
所述的竖向板6同底板7夹角为锐角(向船尾倾斜)。
所述的传动连接结构包括：第一万向节联轴器8、第一连接轴9、第一轴套10、第二万向节联轴器12和第二连接轴11，其中：第一万向节联轴器8的两端分别与动力源1的输出端和第一连接轴9相连，第一连接轴9套接于第一轴套10内，第二万向节联轴器12的两端分别与第一连接轴9和第二连接轴11相连，第二连接轴11与可旋转肋板3相连且端部与螺旋桨5相连。
所述的第一连接轴9与第一轴套10通过润滑油来润滑和密封。
所述的旋转轴15的轴线穿过第二万向节联轴器12的中心线。
所述的可旋转肋板3的末端有第二轴套13，第二连接轴11套接于第二轴套中13，两者之间为水润滑。
所述的动力源1采用但不限于直流无刷或有刷电机、内转子或外转子无刷电机，该动力源1通过传动连接结构将扭矩传递给螺旋桨5，对应的螺旋桨5为半浸桨或全浸桨。
舵机推动推杆4带动可旋转肋板3、第二连接轴11、螺旋桨5在水平面左右旋转，从而实现推力方向的改变，如图6和图7所示。
Claims (7)
1.一种水面无人平台矢量推进装置，其特征在于，包括：动力源、曲形支架、可旋转肋板、推杆、螺旋桨和传动连接结构，其中：动力源设置于曲形支架的一端且与传动连接件的输入端相连，曲形支架的另一端与可旋转肋板的一端以及推杆的一端相连，传动连接件的输出端分别与可旋转肋板的另一端以及螺旋桨相连，推杆的另一端连接舵机。
2.根据权利要求1所述的水面无人平台矢量推进装置，其特征是，所述的曲形支架包括：依次相连的底板、竖向板和水平支架，其中：底板与船板固定连接，竖向板斜置，动力源设置于竖向板上，水平支架的末端由旋转轴分别与可旋转肋板以及推杆相连，底板和水平支架平行。
3.根据权利要求2所述的水面无人平台矢量推进装置，其特征是，所述的竖向板同底板的夹角为锐角，即向船尾倾斜。
4.根据权利要求1、2或3所述的水面无人平台矢量推进装置，其特征是，所述的传动连接结构包括：第一万向节联轴器、第一连接轴、第一轴套、第二万向节联轴器和第二连接轴，其中：第一万向节联轴器的两端分别与动力源的输出端和第一连接轴相连，第一连接轴套接于第一轴套内，第二万向节联轴器的两端分别与第一连接轴和第二连接轴相连，第二连接轴与可旋转肋板相连且端部与螺旋桨相连。
5.根据权利要求4所述的水面无人平台矢量推进装置，其特征是，所述的旋转轴的轴线穿过第二万向节联轴器的中心线。
6.根据权利要求4所述的水面无人平台矢量推进装置，其特征是，所述的可旋转肋板的末端有第二轴套，第二连接轴套接于第二轴套中。
7.根据权利要求1所述的水面无人平台矢量推进装置，其特征是，所述的动力源采用直流无刷或有刷电机的内转子或外转子无刷电机，该动力源通过传动连接结构将扭矩传递给螺旋桨，对应的螺旋桨为半浸桨或全浸桨。
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