CN105416545B - 一种双类方管推进电动船 - Google Patents

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Abstract

一种双类方管推进电动船，属船舶技术领域，包括船身、左推进器、右推进器、方向舵、电机和控制系统。结构相同的左推进器和右推进器对称布置于船尾的左右两侧；两者的带齿转盘相互啮合。电机的输出轴上安装有齿轮，齿轮与右推进器的带齿转盘相啮合。右推进器的结构是：右推进器包括主轴、带齿转盘、环形平板叶片、牵引杆、定位杆和方槽。环形平板叶片套装在定位杆上，并位于方槽内。环形平板叶片在动力的驱动下作半圆周运动，产生类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果和镜面效果。所述船运行平稳，节能环保，且叶片易制作，前进、转弯和后退行驶都很方便。

Description

一种双类方管推进电动船
技术领域
一种双类方管推进电动船，属船舶技术领域，尤其涉一种电动舶。
背景技术
传统的船舶采用的推进器大多为螺旋桨，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。传统的动力船舶不方便后退行驶。
发明内容
本发明的目的是克服传统船舶的上述技术不足，发明一种效率较高的且能后退的双类方管推进电动船。
一种双类方管推进电动船，包括船身、左推进器、右推进器、方向舵、电机和控制系统。方向舵安装在船身的尾部。左推进器和右推进器结构相同，它们对称布置于船尾的左右两侧。左推进器的带齿转盘和右推进器的带齿转盘相互啮合。电机通过支架安装在右推动器的左前上方。电机的输出轴上安装有齿轮，齿轮与右推进器的带齿转盘相啮合。电机由方便充电的电池或大容量电容供电。右推进器的结构是：右推进器包括主轴、带齿转盘、环形平板叶片、牵引杆、定位杆和方槽。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相互平行的平板。环形平板叶片的两块平板之间的间隙大于定位杆和牵引杆两者的直径之和，定位杆的高度大于环形平板叶片的高度的二分之一，牵引杆的高度大于环形平板叶片的高度的二分之一。环形平板叶片两端的弧形体的最大厚度处的厚度等于牵引杆的直径和环形平板叶片的一块平板的厚度之和。方槽包括左侧板、底板和右侧板，左侧板和右侧板均纵向竖直布置，底板水平布置。定位杆竖直布置于方槽的前后方向的中部并安装于底板上靠近左侧板处，定位杆和左侧板之间的间隙大于牵引杆的直径与环形平板叶片的一块平板的厚度之和。环形平板叶片套装在定位杆上，并位于方槽内部，环形平板叶片与方槽的底板垂直。带齿转盘水平布置于平板形叶片的上方，带齿转盘上安装有导轨、滑块、支承杆和弹簧。滑块安装在导轨上，滑块能沿导轨灵活滑动。支承杆穿过滑块并与导轨平行，支承杆是来支承弹簧的。弹簧的作用是使环形平板叶片前行时紧贴左侧板直线前行。牵引杆的上端安装在滑块上，牵引杆竖直布置，牵引杆的下段插入环形平板叶片中。主轴固定安装在带齿转盘的中心，主轴竖直布置于带齿转盘的上方，并通过轴承安装在与船尾相连的支架上。
本发明一种双类方管推进电动船的工作原理：右推进器是这样工作的：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方槽的左侧板的右侧面，电机驱动齿轮转动，从上往下俯视右推进器，齿轮带动带齿转盘顺时针旋转，由于牵引杆插在环形平板叶片中，滑块带动牵引杆运动，受导轨和定位杆的限制，且在弹簧的作用下，牵引杆带动环形平板叶片在方槽内作半圆周运动，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。接下来周期性地继续重复上述过程。这样，环形平板叶片会连续不断地将前方的水引进方槽内然后划向后方，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，而且由于方槽和带齿转盘围成的类方管的束缚，环形平板叶片在方槽内运动还产生了镜面效果，能产生很大的推力。左推进器与右推进器是对称的，由于左推进器的带齿转盘和右推进器的带齿转盘相互啮合，在右推进器的带齿转盘的带动下左推进器带齿转盘逆时针旋转，从而带动左推进器的环形平板叶片逆时针做半圆周运动。左推进器和右推进器的转向相反能相互抵消扭矩。所述电动船运行平稳。若控制电机反向转动，使左推进器的环形平板叶片顺时针半转，右推进器的环形平板叶片逆时针半转，则所述电动船会后退行驶。
本发明船舶包括但不限于以下优点：能量损失小，效率高，清节环保，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。前进和后退行驶都很方便。
附图说明
图1是本发明一种双类方管推进电动船的俯视示意图；图2是图1的左视示意图；图3是本发明一种双类方管推进电动船的放大了的右推进器的后视示意图；图4是图3的俯视示意图；图5是右推进器的环形平板叶片在方槽中的运动示意简图。
图中，A-船身，A1-船头，A2-船尾；B-船的前进方向指示；C-左推进器；D-右推进器；E-电机；F-方向舵。1-主轴；2-带齿转盘，21-导轨，22-滑块，23-弹簧，24-支承杆，25-带齿转盘转动方向指示；3-环形平板叶片，31-表示环形平板叶片处于最前位置，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；6-方槽，61-左侧板，62-底板，63-右侧板。
具体实施方式
现结合附图对本发明加以说明：一种双类方管推进电动船，包括船身A、左推进器C、右推进器D、方向舵F、电机E和控制系统。方向舵F安装在船身A的尾部。左推进器C和右推进器D结构相同，它们对称布置于船尾A2的左右两侧。左推进器C的带齿转盘和右推进器D的带齿转盘2相互啮合。电机E通过支架安装在右推动器D的左前上方。电机E的输出轴上安装有齿轮，齿轮与右推进器D的带齿转盘2相啮合。电机E由方便充电的电池或大容量电容供电。右推进器D的结构是：右推进器D包括主轴1、带齿转盘2、环形平板叶片3、牵引杆4、定位杆5和方槽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相互平行的平板。环形平板叶片3的高宽比为1.5∶1。环形平板叶片3的密度在1050~1250kg/m3之间。环形平板叶片3的两块平板之间的间隙大于定位杆5和牵引杆4两者的直径之和，定位杆5的高度大于环形平板叶片3的高度的二分之一，牵引杆4的高度大于环形平板叶片3的高度的二分之一。环形平板叶片3两端的弧形体的最大厚度处的厚度等于牵引杆4的直径和环形平板叶片3的一块平板的厚度之和。方槽6包括左侧板61、底板62和右侧板63，左侧板61和右侧板63均纵向竖直布置，底板62水平布置。定位杆5竖直布置于方槽6的前后方向的中部并安装于底板62上靠近左侧板61处，定位杆5和左侧板61之间的间隙稍大于牵引杆4的直径与环形平板叶片3的一块平板的厚度之和。环形平板叶片3套装在定位杆5上，并位于方槽6内部，环形平板叶片3与方槽6的底板62垂直。带齿转盘2水平布置于平板形叶片3的上方，带齿转盘2上安装有导轨21、滑块22、支承杆24和弹簧23。滑块22安装在导轨21上，滑块22能沿导轨21灵活滑动。支承杆24穿过滑块22并与导轨21平行，支承杆24是来支承弹簧23的。弹簧23的作用是使环形平板叶片3前行时紧贴左侧板61直线前行。牵引杆4的上端安装在滑块22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。主轴1固定安装在带齿转盘2的中心，主轴1竖直布置于带齿转盘2的上方，并通过轴承安装在与船尾A2相连的支架上。为了减小环形平板叶片3的底部与底板62之间的摩擦，环形平板叶片3的底部装有减摩滚珠。为减小牵引杆4和定位杆5与环形平板叶片3之间的摩擦，牵引杆4和定位杆5两者的外周都套装有减摩滚筒或轴承。
本发明一种双类方管推进电动船的工作原理：右推进器D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的左侧面紧贴左侧板61的右侧面，电机E驱动齿轮转动，从上往下俯视右推进器D，齿轮带动带齿转盘2顺时针旋转，由于牵引杆4插在环形平板叶片3中，滑块22带动牵引杆4运动，受导轨21和定位杆4的限制，且在弹簧23的作用下，牵引杆4带动环形平板叶片3在方槽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。接下来周期性地继续重复上述过程。这样，环形平板叶片3会连续不断地将前方的水引进方槽6内然后划向后方，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，而且由于方槽6和带齿转盘2围成的类方管的束缚，环形平板叶片3在方槽6内运动还产生了镜面效果，能产生很大的推力。左推进器C与右推进器D是对称的，由于左推进器C的带齿转盘和右推进器D的带齿转盘2相互啮合，在右推进器D的带齿转盘2的带动下左推进器C带齿转盘逆时针旋转，从而带动左推进器C的环形平板叶片逆时针做半圆周运动。左推进器C和右推进器D的转向相反能相互抵消扭矩。所述电动船运行平稳。若控制电机E反向转动，使左推进器C的环形平板叶片顺时针半转，右推进器D的环形平板叶片3逆时针半转，则所述电动船会后退行驶。

Claims (6)

1.一种双类方管推进电动船，其特征在于：包括船身（A）、左推进器（C）、右推进器（D）、方向舵（F）、电机（E）和控制系统；方向舵（F）安装在船身（A）的尾部；左推进器（C）和右推进器（D）结构相同，它们对称布置于船尾（A2）的左右两侧；左推进器（C）的带齿转盘和右推进器（D）的带齿转盘（2）相互啮合；电机（E）通过支架安装在右推动器（D）的左前上方；电机（E）的输出轴上安装有齿轮，齿轮与右推进器（D）的带齿转盘（2）相啮合；右推进器（D）的结构是：右推进器（D）包括主轴（1）、带齿转盘（2）、环形平板叶片（3）、牵引杆（4）、定位杆（5）和方槽（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相互平行的平板；环形平板叶片（3）的两块平板之间的间隙大于定位杆（5）和牵引杆（4）两者的直径之和，方槽（6）包括左侧板（61）、底板（62）和右侧板（63），左侧板（61）和右侧板（63）均纵向竖直布置，底板（62）水平布置；定位杆（5）竖直布置于方槽（6）的前后方向的中部并安装于底板（62）上靠近左侧板（61）处，定位杆（5）和左侧板（61）之间的间隙大于牵引杆（4）的直径与环形平板叶片（3）的一块平板的厚度之和；环形平板叶片（3）套装在定位杆（5）上，并位于方槽（6）内部，环形平板叶片（3）与方槽（6）的底板（62）垂直；带齿转盘（2）水平布置于环形平板叶片（3）的上方，带齿转盘（2）上安装有导轨（21）、滑块（22）、支承杆（24）和弹簧（23）；滑块（22）安装在导轨（21）上，滑块（22）能沿导轨（21）灵活滑动；支承杆（24）穿过滑块（22）并与导轨（21）平行，支承杆（24）是来支承弹簧（23）的；牵引杆（4）的上端安装在滑块（22）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；主轴（1）固定安装在带齿转盘（2）的中心，主轴（1）竖直布置于带齿转盘（2）的上方，并通过轴承安装在与船尾（A2）相连的支架上，环形平板叶片（3）的高宽比为1.5∶1，环形平板叶片（3）的密度在1050~1250kg/m3之间。
2.根据权利要求1所述的一种双类方管推进电动船，其特征在于：电机（E）由方便充电的电池或大容量电容供电。
3.根据权利要求1或2所述的一种双类方管推进电动船，其特征在于：定位杆（5）的高度大于环形平板叶片（3）的高度的二分之一，牵引杆（4）的高度大于环形平板叶片（3）的高度的二分之一。
4.根据权利要求1或2所述的一种双类方管推进电动船，其特征在于：环形平板叶片（3）两端的弧形体的最大厚度处的厚度等于牵引杆（4）的直径和环形平板叶片（3）的一块平板的厚度之和。
5.根据权利要求1或2所述的一种双类方管推进电动船，其特征在于：为了减小环形平板叶片（3）的底部与底板（62）之间的摩擦，环形平板叶片（3）的底部装有减摩滚珠。
6.根据权利要求1或2所述的一种双类方管推进电动船，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）之间的摩擦，牵引杆（4）和定位杆（5）两者的外周都套装有减摩滚筒或轴承。
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