CN105129059B - 无极变速变向垂直轴直翼推进器 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及一种无极变速变向垂直轴直翼推进器，主要部件包括：U形管操控系统，卵形控制盘，直轨圆盘，盒式转盘，丁字形连杆，直翼叶片等，其特征是：所述U形管操控系统控制卵形控制盘转动和平动，直轨圆盘在盒式转盘中间，两片卵形控制盘夹于直轨圆盘和盒式转盘之间，中心固连，并且可在一定范围内旋转和平移，丁字形连杆一端垂直固定一滑轴，滑轴的中部嵌入直轨道，两端分别嵌入卵形控制轨道，并可同时沿各轨道滑动，丁字形连杆的另一端与直翼叶片的摆臂相连，盒式转盘旋转带动直翼叶片旋转，并驱动滑轴沿直轨道和卵形控制轨道运动，丁字形连杆带动直翼叶片摆动，直翼叶片在摆动和转动中产生推力，实现无极变向变速。

Description

无极变速变向垂直轴直翼推进器

技术领域：

本发明涉及一种推进器，特别涉及一种无极变速变向垂直轴直翼推进器。

背景技术：

目前垂直轴直翼推进器大致分为两类，一类是德国福伊特公司生产的vsp摆线推进器，它可以实现在发动机转速不变的条件下，只通过改变浆片动态的方式，任意改变推力的大小和方向，具有超强的可操控性，但是结构非常复杂制造成本极高，另一类是由凸轮组成变桨机构的垂直轴直翼推进器，因为它的浆距是固定的，所以只能改变推力的方向，不能改变推力的大小。

发明内容：

本发明为解决上述问题，进而提供一种无极变速变向垂直轴直翼推进器。

本发明采用如下技术方案：

一种无极变速变向垂直轴直翼推进器，它可作为船舶的推进装置安装在船底，船尾或船体两侧等位置，也可用于水中各种其它航形体的推进装置，其部件包括由U形管操控系统，卵形控制盘，直轨圆盘，盒式转盘，丁字形连杆，直翼叶片等部件组成，其特征是，U形管操控系统控制卵形控制盘转动和平动，直轨圆盘在盒式转盘中间，直轨圆盘边缘与盒式转盘固连在一起，两片卵形控制盘夹于直轨圆盘和盒式转盘之间，中心固连，并且可在一定范围内旋转和平移，丁字形连杆一端垂直固定一滑轴，滑轴的中部嵌入直轨道，滑轴的两端分别嵌入卵形控制轨道，并可同时沿卵形轨道和直轨道滑动，丁字形连杆的另一端与直翼叶片的摆臂相连，盒式转盘旋转带动直翼叶片旋转，并驱动滑轴沿直轨道和卵形控制轨道运动，丁字形连杆带动直翼叶片摆动，直翼叶片在摆动和转动中产生推力。

作为本发明的一种优选方案，所述U形管操控系统是在U形管内装有四块以上的滑块，其中两块为内部有较深螺丝孔的柱形滑块，这两块分别置于U形管的直管中，螺丝孔连接螺丝杆的一端，螺丝杆另一端固定在U形管管口的两个齿轮上，这两个齿轮分别与固定在速度盘上的另一个齿轮相啮合，其它滑块为球形或圆柱形，也可以是两个球形或圆柱形的连接体，它们可在U形管中任意滑动，方向盘固定于U形管上端，在U形管底部弯曲部分有通透的U形管狭缝，方形控制爪插入其中。

作为本发明的一种优选方案，所述卵形控制盘为两片，中部固连，将直轨圆盘夹在中间，卵形控制盘其中一片上部安装有插入U形管狭缝的方形控制爪，下面设有卵形控制轨道，另一片卵形控制盘的上面设有完全相同的卵形控制轨道，卵形控制轨道轮廓的形状为平滑的非对称卵形。

作为本发明的一种优选方案，所述直轨圆盘是在圆盘上设有若干个直轨道，圆盘的中部掏空，形成边缘厚中间薄且中心有圆孔的形状，直轨圆盘的边缘与盒式转盘固连。

作为本发明的一种优选方案，所述盒式转盘是一空心圆盒，边缘均匀安装有若干个摆轴，在每个摆轴的端部均装有直翼叶片，摆轴上固定有摆臂，盒式转盘的中部还固定有较粗的空心转轴，空心转轴内部装有U形管操控系统。

作为本发明的一种优选方案，所述丁字形连杆一端与摆臂相连另一端与滑轴中部垂直固连，滑轴的中间部分粗两端细，整体为丁字形。

附图说明：

图1是本发明置于船体上的三维示意图。

图2是本发明的三维示意图。

图3是本发明去掉盒式转盘后内部结构的三维示意图。

图4是本发明去掉盒式转盘和U形管后内部结构的三维示意图。

图5是本发明去掉盒式转盘、U形管和一片卵形控制盘后内部结构的三维示意图。

图6是本发明卵形控制盘和直轨圆盘的三维示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例详述本发明：

一种无极变速变向垂直轴直翼推进器，参见附图1至附图6，图中：直翼叶片1、摆轴2、摆臂3、丁字形连杆4、滑轴5、直轨圆盘6、直轨道7、卵形控制盘8、卵形控制轨道9、方形控制爪10、U形管11、螺丝杆12、滑块13、齿轮14、U形管狭缝15、方向盘16、速度盘17、盒式转盘18、空心轴19、船体20、电动机21、皮带轮22。

本实施例的无极变速变向垂直轴直翼推进器，由U形管操控系统，卵形控制盘8，直轨圆盘6，盒式转盘18，丁字形连杆4，直翼叶片1等部件组成，可置于船体20底部，也可置于船体1两侧或其它位置，可安装一组，也可安装多组，可用电动机21和皮带轮22驱动，也可用其它驱动方式。

其中卵形控制盘8设置为两片，中部固连，将直轨圆盘6夹于中间，其中一片上部设有插入U形管狭缝15的方形控制爪10，下面设有卵形控制轨道9，另一片卵形控制盘8的上面设置有完全相同的卵形控制轨道9，卵形控制轨道9轮廓的形状为平滑的非对称卵形。直轨圆盘6是设有若干个直轨道7的圆盘，圆盘的中心掏空，形成边缘厚中间薄且中心有圆孔的形状，直轨圆盘6的边缘与盒式转盘18的内部固连。丁字形连杆4一端与摆臂3相连，另一端与滑轴5中间垂直固连，滑轴5的中间部分粗两端细，整体为丁字形。盒式转盘18是一空心圆盒，边缘均匀安装有若干个摆轴2，在每个摆轴的端部均装有直翼叶片1，摆轴2上固定有摆臂3，盒式转盘18的中部固定有较粗的空心转轴19，空心转轴19内部装有U形管操控系统。

上面所述U形管操控系统包括：U形管11，两根螺丝杆12，四块以上的滑块13，三个齿轮14，U形管狭缝15、方向盘16、速度盘17。U形管操控系统是在U形管11内装有四块以上的滑块13，其中两块为内部有较深螺丝孔的柱形滑块，这两块分别置于U形管11的直管中，螺丝孔连接螺丝杆12的一端，螺丝杆12另一端固定在U形管11管口的两个齿轮14上，这两个齿轮14分别与固定在速度盘17上的那个齿轮14相啮合，其它滑块13为球形或圆柱形，也可以是两个球形或圆柱形的连接体，它们可在U形管11中任意滑动，方向盘16固定于U形管11的上端，在U形管11底部弯曲部分，有通透的U形管狭缝15，方形控制爪10可插入其中，并可在U形管狭缝15中自由平移滑动。

无极变速变向垂直轴直翼推进器的工作过程是：

电动机21带动皮带轮22驱动盒式转盘18旋转，带动直翼叶片1旋转，盒式转盘18内部的卵形控制盘8不动，滑轴5同时在直轨道7和卵形控制轨道9中滑动，丁字形连杆4通过摆臂3带动直翼叶片1摆动，直翼叶片1作摆动和转动的复合运动，产生推力。旋转方向盘16，则U形管狭缝15带动方形控制爪10和卵形控制盘8旋转，可改变推力方向。旋转速度盘17则齿轮14、螺丝杆12旋转，驱动滑块13在U形管11内定向移动，滑块13推动方形控制爪10和卵形控制盘8沿U形管狭缝15左右平移，改变无极变速变向垂直轴直翼推进器的偏心距，也就是改变无极变速变向垂直轴直翼推进器的螺距，当螺距为0时推力为0，当螺距为正值时推力为正值，当螺距为负值时推力为负值，这也就是说只需旋转速度盘17不但可连续改变推力的大小，还可获得连续变化的反向推力，使无极变速变向垂直轴直翼推进器具有推拉的功能，完全实现无极变向和无级变速的功能。

本发明还可将U形管操控系统用一个柱形轴杆代替，柱形轴杆的一端与卵形控制盘8垂直固连，另一端与方向盘16垂直固连，用于洋流发电、河流发电等水电项目，不用建坝造堤。具体方法是：扭转方向盘16，柱形轴杆带动卵形控制盘8旋转，驱动直翼叶片1摆动，使直翼叶片1与水流方向有最佳攻角，有效的吸收流体能，提高发电效率。

本发明若作为飞机推进器和风电的轮机使用时，因为不需要高标准密封，为了减小重量除了可将U形管操控系统用一个柱形轴杆代替外，还可将盒式转盘18变为柱形轮架，这样可以将无极变速变向垂直轴直翼推进器做得很大，重量很轻，完全能适应飞机推进器和风力发电的要求。当风速过大或过小时可以旋转柱形轴杆使之匀速旋转，发出稳定的电力；作为飞机的推进器使用时，因为本发明可以轻松实现360度转向，所以实现飞机的垂直起降、倒行、悬停或沿任意方向运动都不是问题，大大提高了飞机的机动性。

作为以上实施例的一种优选结构，U形管操控系统是在U形管11内装有四块以上的滑块13，其中两块为内部有较深螺丝孔的柱形滑块，这两块分别置于U形管11的直管中，螺丝孔连接螺丝杆12的一端，螺丝杆11另一端固定在U形管11管口的两个齿轮14上，这两个齿轮14分别与固定在速度盘17上的另一个齿轮14相啮合；其它滑块13为球形或圆柱形，也可以是两个球形或圆柱形的连接体，它们可在U形管11中任意滑动，方向盘固定于U形管11上端，在U形管底部弯曲部分有通透的U形管狭缝15，方形控制爪10插入其中。

作为以上实施例的一种优选结构，卵形控制盘8为两片，中部固连，将直轨圆盘6夹在中间，卵形控制盘8其中一片上部安装有插入U形管狭缝15的方形控制爪10，下面设有卵形控制轨道9，另一片卵形控制盘8的上面设有完全相同的卵形控制轨道9，卵形控制轨道轮廓的形状为平滑的非对称卵形。

作为以上实施例的一种优选结构，直轨圆盘6是在圆盘上设有若干个直轨道7，圆盘的中部掏空，形成边缘厚中间薄且中心有圆孔的形状，直轨圆盘的边缘与盒式转盘18固连。

作为以上实施例的一种优选结构，盒式转盘18是一空心圆盒，边缘均匀安装有若干个摆轴2，在每个摆轴的端部均装有直翼叶片1，摆轴2上固定有摆臂3，盒式转盘18的中部还固定有较粗的空心转轴19，空心转轴19内部装有U形管操控系统。

作为以上实施例的一种优选结构，丁字形连杆4一端与摆臂3相连，另一端与滑轴5中部垂直固连，滑轴的中间部分粗两端细，整体为丁字形。

本发明不仅限于上述列举，其结构特征只要包含了诸如U形管操控系统，卵形控制盘8，直轨圆盘6，盒式转盘18，丁字形连杆4，直翼叶片1等具本结构特征或者是能实现所述技术方案的等同技术特征，均视为在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无极变速变向垂直轴直翼推进器，其部件包括：U形管操控系统，卵形控制盘，直轨圆盘，盒式转盘，丁字形连杆，直翼叶片，其特征是，U形管操控系统控制卵形控制盘转动和平动，直轨圆盘在盒式转盘中间，直轨圆盘边缘与盒式转盘固连在一起，两片卵形控制盘夹于直轨圆盘和盒式转盘之间，中心固连，并且可在一定范围内旋转和平移，丁字形连杆一端垂直固定一滑轴，滑轴的中部嵌入直轨道，滑轴的两端分别嵌入卵形控制轨道，并可同时沿卵形控制轨道和直轨道滑动，丁字形连杆的另一端与直翼叶片的摆臂相连，盒式转盘旋转带动直翼叶片旋转，并驱动滑轴沿直轨道和卵形控制轨道运动，丁字形连杆带动直翼叶片摆动，直翼叶片在摆动和转动中产生推力。

2.根据权利要求1所述的无极变速变向垂直轴直翼推进器，其特征在于：所述U形管操控系统是在U形管内装有四块以上的滑块，其中两块为内部有较深螺丝孔的柱形滑块，这两块分别置于U形管的直管中，螺丝孔连接螺丝杆的一端，螺丝杆另一端固定在U形管管口的两个齿轮上，这两个齿轮分别与固定在速度盘上的另一个齿轮相啮合，其它滑块为球形或圆柱形或球形和圆柱形的连接体，它们可在U形管中任意滑动，方向盘固定于U形管上端，在U形管底部弯曲部分有通透的U形管狭缝，方形控制爪插入其中。

3.根据权利要求1所述的无极变速变向垂直轴直翼推进器，其特征在于：所述卵形控制盘为两片，中部固连，将直轨圆盘夹在中间，卵形控制盘其中一片上部安装有插入U形管狭缝的方形控制爪，下面设有卵形控制轨道，另一片卵形控制盘的上面设有完全相同的卵形控制轨道，卵形控制轨道轮廓的形状为平滑的非对称卵形。

4.根据权利要求1所述的无极变速变向垂直轴直翼推进器，其特征在于：所述直轨圆盘是在圆盘上设有若干个直轨道，圆盘的中部掏空，形成边缘厚中间薄且中心有圆孔的形状，直轨圆盘的边缘与盒式转盘固连。

5.根据权利要求1所述的无极变速变向垂直轴直翼推进器，其特征在于：盒式转盘是一空心圆盒，边缘均匀安装有若干个摆轴，在每个摆轴的端部均装有直翼叶片，摆轴上固定有摆臂，盒式转盘的中部还固定有较粗的空心转轴，空心转轴内部装有U形管操控系统。

6.根据权利要求1所述的无极变速变向垂直轴直翼推进器，其特征在于：所述丁字形连杆一端与摆臂相连，另一端与滑轴中部垂直固连，滑轴的中间部分粗两端细，整体为丁字形。