CN105383669B - 一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器 - Google Patents
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Abstract
一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，属船舶技术领域，包括轨道、小车、环形平板叶片、牵引杆、定位杆和外壳。外壳包括左侧板、底板、右侧板和顶板。定位杆竖直布置于外壳的前后方向的中部并固定安装于外壳的底板上靠近左侧板处。环形平板叶片套装在定位杆上，环形平板叶片与外壳的底板垂直。轨道为封闭式半圆形，轨道水平安装于顶板的下面，小车安装在轨道上，在动力的驱动下小车能沿轨道运动。牵引杆的上端安装在小车上，牵引杆竖直布置，牵引杆的下段插入环形平板叶片中。小车驱动牵引杆带动环形平板形叶片在外壳内作半周运动，能产生类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果和镜面效果，产生很大的推力，且效率较高。
Description
技术领域
一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，属船舶技术领域，尤其涉一种船舶推进器。
背景技术
传统的船舶推进器大多采用螺旋桨，尽管驱动方便，但效率较低，桨叶制造工艺复杂，使用时会产生尾迹；传统的明轮推进器使用时存在拍水现象，水花较大，桨叶刚进水后和出水前水阻较大且产生的推力很小，能量损失大，效率较低，且噪音大。授权公告号为CN100360378C的专利，公开了一种仿生平板船舶推进器，虽效率较高，但结构较复杂。
发明内容
本发明的目的是克服传统船舶推进技术的上述不足，发明一种效率较高的由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器。
一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，包括轨道、小车、环形平板叶片、牵引杆、定位杆和外壳。环形平板叶片包括两端的相同的弧形体和中段的两块相同的平板。外壳包括左侧板、底板、右侧板和顶板，左侧板和右侧板均纵向竖直布置，底板和顶板水平布置。定位杆处于外壳的前后方向的中部并固定安装于外壳的底板上靠近左侧板处，定位杆竖直布置，定位杆和左侧板之间的间隙能确保环形平板叶片在外壳内灵活地作半圆周运动。环形平板叶片套装在定位杆上，并位于外壳内部，环形平板叶片与外壳的底板垂直。轨道为封闭式半圆形，轨道水平安装于顶板的下面，小车安装在轨道上，在动力的驱动下小车能沿轨道运动。牵引杆的上端安装在小车上，牵引杆竖直布置，牵引杆的下段插入环形平板叶片中。
本发明一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器是这样产生有益效果的：起初，环形平板叶片处于纵向最前位置，即环形平板叶片的后端内壁紧贴定位杆的后缘，环形平板叶片的前端处于最前端，环形平板叶片的左侧面紧贴外壳的左侧板的右侧面，动力驱动小车开始运动，从上往下俯视本发明推进器，小车带动牵引杆运动，由于牵引杆插在环形平板叶片中，受轨道和环形平板叶片的限制，小车带动牵引杆作半圆周运动，同时带动环形平板叶片在外壳内作半圆周运动，即环形平板叶片在纵向最前位置绕定位杆顺时针转动半周后到达纵向最后位置，然后直线前行至纵向最前位置，接下来环形平板叶片又绕定位杆顺时针转动半周，然后又直线前行至纵向最前位置，即回到了起初位置。接下来周期性地重复上述过程。这样，环形平板叶片会连续不断地将前方的水引进外壳内然后推向后方，产生向前的推力。运动过程中，环形平板叶片在前面与外壳的左侧板之间快速打开而在后面与左侧板之间快速合上，产生了类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，而且由于外壳的束缚，环形平板叶片在外壳内运动还产生了镜面效果，能产生很大的推力。本发明推进器包括但不限于以下优点：能量损失小，效率高，且叶片易制作，不会像螺旋桨推进器那样产生明显的尾迹，也不会像传统明轮推进器那样存在严重的拍水现象。
为防止鱼、水草等杂物进入外壳内，在外壳的前方和后方都安装了滤网。
为使本发明推进器的效率较高，环形平板叶片的高宽比的比值在1~4之间。
为减少环形平板叶片在外壳中运动时环形平板叶片的底部与外壳的底板的上表面之间的摩擦，环形平板叶片的底部镶有减摩滚珠，或者在定位杆上套一个耐磨平垫片，耐磨平垫片位于外壳的底板的上表面上并垫于环形平板叶片的底部；环形平板叶片的密度小于1800kg/m3。
为使本发明推进器的效率较高，尽量减少环形平板叶片的厚宽比，牵引杆和定位杆的外径相同，定位杆的外径稍小于环形平板叶片的两块平板之间的间隙；定位杆的高度稍小于环形平板叶片的高度的一半，牵引杆的下端接近定位杆的上端。
为减小牵引杆和定位杆与环形平板叶片的内表面之间的摩擦，牵引杆和定位杆的周围都镶有减摩滚珠或滚针，或者牵引杆和定位杆的周围都套装有滚筒或轴承。
为减小环形平板叶片的外表面与外壳的左侧板的右侧面之间的摩擦，左侧板的右侧面镶有减摩滚珠或滚针。
为了能达到高效节能，推进器的结构做得紧凑，使得环形平板叶片的宽度稍小于外壳的左侧板的右侧面到右侧板的左侧面之间的距离。
小车采用电动小车，小车与轨道靠滚动轮连接或齿连接。小车和轨道采用齿连接时，轨道上带齿，小车配有与轨道的齿相啮合的齿轮。
附图说明
图1是本发明一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器的后视示意图；图2是图1的俯视示意图；图3是本发明推进器的环形平板叶片在外壳中的运动示意简图。
图中，1-轨道；2-小车；3-环形平板叶片，31-表示环形平板叶片处于纵向最前位置，32-表示环形平板叶片处于横向位置，33-表示环形平板叶片处于纵向最后位置，34-环形平板叶片的转动方向指示；35-环形平板叶片的前行方向指示；4-牵引杆；5-定位杆，51-耐磨平垫片；6-外壳，61-左侧板，62-底板，63-右侧板，64-顶板；7-滤网；8-本发明推进器的前进方向指示。
具体实施方式
现结合附图对本发明加以说明：一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，包括轨道1、小车2、环形平板叶片3、牵引杆4、定位杆5和外壳6。环形平板叶片3包括两端的相同的弧形体和中段的两块相同的平板。环形平板叶片3的高宽比为1.3∶1。外壳6包括左侧板61、底板62、右侧板63和顶板64，左侧板61和右侧板63均纵向竖直布置，底板62和顶板64水平布置。定位杆4处于外壳6的前后方向的中部并固定安装于外壳6的底板62上靠近左侧板61处，定位杆4竖直布置，定位杆4和左侧板61之间的间隙能确保环形平板叶片3在外壳6内灵活地绕定位杆5作半圆周运动。环形平板叶片3套装在定位杆5上，并位于外壳6内部，环形平板叶片3与外壳6的底板62垂直。牵引杆4和定位杆5的外径相同，定位杆5的外径稍小于环形平板叶片的两块平板之间的间隙；定位杆5的高度稍小于环形平板叶片3的高度的一半，牵引杆4的下端接近定位杆5的上端。轨道1为封闭式半圆形，轨道1水平安装于顶板64的下面，小车2安装在轨道1上，在动力的驱动下小车2能沿轨道1运动。小车2采用电动小车，小车2和轨道1采用齿连接，轨道1上带齿，小车2的齿轮与轨道1的齿相啮合。牵引杆4的上端固定安装在小车2上，牵引杆4竖直布置，牵引杆4的下段插入环形平板叶片3中。
本发明推进器是这样工作的：起初，环形平板叶片3处于纵向最前位置，即环形平板叶片3的后端内壁紧贴定位杆5的后缘，环形平板叶片3的前端处于最前端，环形平板叶片3的左侧面紧贴外壳6的左侧板61的右侧面，动力驱动小车2开始运动，从上往下俯视本发明推进器，小车2带动牵引杆4运动，由于牵引杆4插在环形平板叶片3中，受轨道1和环形平板叶片3的限制，小车2带动牵引杆4作半圆周运动，同时带动环形平板叶片3在外壳6内作半圆周运动，即环形平板叶片3在纵向最前位置绕定位杆5顺时针转动半周后到达纵向最后位置，然后直线前行至纵向最前位置，接下来环形平板叶片3又绕定位杆5顺时针转动半周，然后又直线前行至纵向最前位置，即回到了起初位置。接下来周期性地重复上述过程。这样，环形平板叶片3会连续不断地将前方的水引进外壳6内然后推向后方，产生向前的推力。运动过程中，环形平板叶片3在前面与外壳6的左侧板61之间快速打开而在后面与左侧板61之间快速合上，产生了类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，而且由于外壳6的束缚，环形平板叶片在外壳6内运动还产生了镜面效果，能产生很大的推力。本发明推进器包括但不限于以下优点：能量损失小，效率高，且叶片易制作，不会像螺旋桨推进器那样产生明显的尾迹，也不会像传统明轮推进器那样存在严重的拍水现象；若环形平板叶片逆时针做半圆周运动，能使船舶后退。在同一船上采用两个结构相同的本发明推进器，左右对称安装在船的尾部两侧，能省去传统的方向舵，两个推进器的运行速度不同方便船转弯行驶。
为减少环形平板叶片3在外壳6中运动时环形平板叶片3的底部与外壳6的底板62的上表面之间的摩擦，定位杆5上套一个耐磨平垫片51，耐磨平垫片51位于外壳6的底板62的上表面上并垫于环形平板叶片3的底部。为防止鱼、水草等杂物进入外壳内，在外壳6的前方和后方都安装了滤网7。
若增大环形平板叶片3的高宽比，推进效率将会更高。
Claims (8)
1.一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：包括轨道（1）、小车（2）、环形平板叶片（3）、牵引杆（4）、定位杆（5）和外壳（6）；环形平板叶片（3）包括两端的相同的弧形体和中段的两块相同的平板；外壳（6）包括左侧板（61）、底板（62）、右侧板（63）和顶板（64），左侧板（61）和右侧板（63）均纵向竖直布置，底板（62）和顶板（64）水平布置；外壳（6）的前方和后方都安装有滤网（7）；环形平板叶片（3）的宽度稍小于外壳（6）的左侧板（61）的右侧面到右侧板（63）的左侧面之间的距离；定位杆（5）处于外壳（6）的前后方向的中部并固定安装于外壳（6）的底板（62）上靠近左侧板（61）处，定位杆（5）竖直布置，定位杆（5）和左侧板（61）之间的间隙能确保环形平板叶片（3）在外壳（6）内灵活地作半周运动；环形平板叶片（3）套装在定位杆（5）上，并位于外壳（6）内部，环形平板叶片（3）与外壳（6）的底板（62）垂直；牵引杆（4）和定位杆（5）的外径相同，定位杆（5）的外径稍小于环形平板叶片（3）的两块平板之间的间隙；定位杆（5）的高度稍小于环形平板叶片（3）的高度的一半，牵引杆（4）的下端接近定位杆（5）的上端；轨道（1）为封闭式半圆形，轨道（1）水平安装于顶板（64）的下面，小车（2）安装在轨道（1）上，在动力的驱动下小车（2）能沿轨道（1）运动；牵引杆（4）的上端安装在小车（2）上，牵引杆（4）竖直布置，牵引杆（4）的下段插入环形平板叶片（3）中。
2.根据权利要求1所述的一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：小车（2）采用电动小车，小车（2）与轨道（1）靠滚动轮连接或齿连接；小车（2）和轨道（1）采用齿连接时，轨道（1）上带齿，小车（2）配有与轨道（1）的齿相啮合的齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：为减小环形平板叶片（3）的外表面与外壳（6）的左侧板（61）的右侧面之间的摩擦，左侧板（61）的右侧面镶有减摩滚珠或滚针。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：为减小牵引杆（4）和定位杆（5）与环形平板叶片（3）的内表面之间的摩擦，牵引杆（4）和定位杆（5）的周围都镶有减摩滚珠或滚针，或者牵引杆（4）和定位杆（5）的周围都套装有滚筒或轴承。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：为使本发明推进器的效率较高，尽量减少环形平板叶片（3）的厚宽比。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：为减少环形平板叶片（3）在外壳（6）中运动时环形平板叶片（3）的底部与外壳（6）的底板（62）的上表面之间的摩擦，环形平板叶片（3）的底部镶有减摩滚珠，或者在定位杆（5）上套一个耐磨平垫片（51），耐磨平垫片（51）位于外壳（6）的底板（62）的上表面上并垫于环形平板叶片（3）的底部；环形平板叶片（3）的密度小于1800kg/m3。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：环形平板叶片（3）的高宽比的比值在1~4之间。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种由轨道小车驱动的环形平板叶片船舶推进器，其特征在于：在同一船上采用两个结构相同的本发明推进器，左右对称安装在船的尾部两侧，并省去传统的方向舵，利用两个推进器的运行速度不同来使船转弯行驶。
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