CN105539794A - 一种可变距水下推进系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变距水下推进系统，包括设于水下航行体体周的固定支架，设于固定支架上的驱动电机，与驱动电机输出端固定连接的转动支架，若干个设于转动支架上的驱动磁铁，以及设于转动支架外侧、并通过从动支架与驱动电机输出端转动连接的桨毂；在桨毂外侧通过舵机固定有若干个桨叶，在所述桨毂内侧设有若干个与所述驱动磁铁一一对应设置的从动磁铁，驱动电机带动转动支架上的驱动磁铁转动，同时驱动磁铁和从动磁铁间的磁力带动桨毂上的桨叶旋转。本发明的优点在于，本发明通过舵机改变桨叶的方向，从而改变螺距，实现快速倒车而避免采用反转机构，可以保证驱动电机在任何工况下发出全功率，大大增加了船舶的机动性和经济性。

Description

一种可变距水下推进系统

技术领域

本发明属于船舶推进技术领域，具体涉及一种可变距水下推进系统。

背景技术

现有技术中定距螺旋桨推进是实现水面和水下船舶航行推进方式的现有技术之一，定距螺旋桨虽然结构简单，经济安全，但它不能在各种工况下充分发挥其作用，实践证明定距螺旋桨成了卡住船舶进一步提高航速等性能的重大障碍，为了满足现代船舶大型化、高速化的需求，极需一种具有强劲推进力，并且能节省能源，工艺结构设计合理的船舶航行推进装置，来取代现在广泛采用的定距螺旋桨推进装置。

然而变距螺旋桨作为一种新型的推进系统，在船舶推进中的比重逐年扩大，传统的变距螺旋桨推进器尺寸都比较小，为达到一定推力，转速高，增加了空泡效应，使螺旋桨腐蚀加快。

发明内容

本发明目的是：提供一种加大了螺旋桨的尺寸，使其环绕于体周，且可调节螺距角，实现转向、升沉和侧移，进而提高螺旋桨的推进效率的可变距水下推进系统。

本发明的技术方案是：一种可变距水下推进系统，包括设于水下航行体体周的固定支架，设于所述固定支架上的驱动电机，与所述驱动电机输出端固定连接的转动支架，若干个设于所述转动支架上的驱动磁铁，以及设于所述转动支架外侧、并通过从动支架与所述驱动电机输出端转动连接的桨毂；在所述桨毂外侧通过舵机固定有若干个桨叶，在所述桨毂内侧设有若干个与所述驱动磁铁一一对应设置的从动磁铁，所述驱动电机带动转动支架上的驱动磁铁转动，同时驱动磁铁和从动磁铁间的磁力带动桨毂上的桨叶旋转；所述桨毂内还设置有单片机，所述单片机与所述舵机电连接，用于控制舵机和接收舵机反馈信号。

作为优选的技术方案，在所述转动支架上设有一激光信号发射装置，在所述桨毂内侧设有与所述激光信号发射装置对应设置的激光信号接收装置。

作为优选的技术方案，所述驱动磁铁和所述从动磁铁均选自N极或S极磁铁，且所述转动支架上的N极、S极磁铁和所述桨毂内侧的N极、S极磁铁均交替布置。

作为优选的技术方案，所述转动支架由若干个一端与所述驱动电机输出端固定连接、且径向设置的连杆组成，所述驱动磁铁固定于所述连杆的另一端上。

作为优选的技术方案，所述连杆、驱动磁铁和从动磁铁的个数均为12个。

作为优选的技术方案，所述桨毂外侧设有8个桨叶。

作为优选的技术方案，所述驱动电机为伺服电机。

作为优选的技术方案，所述桨毂外表面呈流线型设置。

本发明的优点是：

1．本发明通过舵机改变桨叶的方向，从而改变螺距，实现快速倒车而避免采用反转机构，可以保证驱动电机在任何工况下发出全功率，大大增加了船舶的机动性和经济性；

2．本发明桨毂和艇体完全独立，桨毂及艇内各部件分开设置，方便拆装、检修、维护；

3．本发明噪音小可应用于军事领域，亦可运用于潜艇辅助动力、潜艇救援、海洋打捞，在航行体内搭载海洋传感器（热电偶、盐度计、浊度计、溶解氧传感器等），可应用于海洋探测等许多方面；

4．本发明还可以应用到水下观测网络中，作为网络节点，进行探测，合理设置通讯模块，采用多个推进器组成团队，协同作业也是未来作品发展的良好前景。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明结构后视图；

图3为本发明结构立体图。

其中：1、固定支架；2、驱动电机；3、转动支架；4、驱动磁铁；5、从动支架；6、桨毂；7、舵机；8、桨叶；9、激光信号发射装置；10、激光信号接收装置。

具体实施方式

参照图1至3所示，一种可变距水下推进系统，包括设于水下航行体体周的固定支架1，设于固定支架1上的驱动电机2（该驱动电机2为伺服电机），与驱动电机2输出端固定连接的转动支架3，12个设于转动支架3上的驱动磁铁4，设于转动支架3外侧、并通过从动支架5与驱动电机2输出端转动连接的桨毂6（该桨毂6外表面呈流线型设置），以及设于桨毂6内的单片机；在桨毂6外侧通过舵机7固定有8个桨叶8，在桨毂6内侧设有12个与驱动磁铁4一一对应设置的从动磁铁（图上未画出），驱动电机2带动转动支架3上的驱动磁铁4转动，同时驱动磁铁4和从动磁铁间的磁力带动桨毂6上的桨叶8旋转，且单片机与舵机7电连接。

本发明在转动支架3上设有一激光信号发射装置9，在桨毂6内侧设有与激光信号发射装置9对应设置的激光信号接收装置10，用于检测桨叶8的偏转角度，及时反馈信息到单片机上，可配合单片机进行水下推进时的微调，避免较小的误差对推进系统的损坏，可提高产品的使用寿命，降低成本。

本发明的驱动磁铁4和从动磁铁均选自N极或S极磁铁，且转动支架3上的N极、S极磁铁和桨毂6内侧的N极、S极磁铁均交替布置。

本发明的转动支架3由12个一端与驱动电机2输出端固定连接、且径向设置的连杆组成，驱动磁铁4固定于连杆的另一端上。

单片机控制系统：本发明桨毂6内和艇内的单片机均采用freescale的MC9S08AW60单片机，艇内单片机控制驱动电机转动并接收地面指令，同时桨毂内单片机与艇内单片机通过无线信号连接，通过桨毂6内单片机的预设程序产生PWM波控制舵机的运作，实现自由、方便、灵活改变螺距角，且每个艇体上安装偶数个桨毂6，以克服每个桨毂6旋转时对艇体产生的反向扭转力矩。通过舵机7、单片机、驱动电机提供的信号和动力对桨叶的角度进行调整，达到不需要调整驱动电机正反转，就能实现水下推进过程中的前进和后退，而且角度调整的大小同时可实现推进力的大小，使用方便，操作简单。常规推进系统通过调整驱动电机正反转会出现动力损失大；对驱动装置的要求高，具有成本高的问题。

同时本发明的艇内电力系统和桨毂电力系统，两系统独立运行，互不影响，且桨叶8采用翼型为NACA0012的外形，由（防水）舵机7直接驱动，安装方便、效率高、方便操控，且桨叶翼展不超过0.3倍艇体最大直径，桨叶弦长不超过艇体直径的60%。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种可变距水下推进系统，其特征在于，包括设于水下航行体体周的固定支架，设于所述固定支架上的驱动电机，与所述驱动电机输出端固定连接的转动支架，若干个设于所述转动支架上的驱动磁铁，以及设于所述转动支架外侧、并通过从动支架与所述驱动电机输出端转动连接的桨毂；

所述桨毂内还设置有单片机，所述单片机与所述舵机电连接，用于控制舵机和接收舵机反馈信号；

在所述桨毂外侧通过舵机固定有若干个桨叶，在所述桨毂内侧设有若干个与所述驱动磁铁一一对应设置的从动磁铁，所述驱动电机带动转动支架上的驱动磁铁转动，同时驱动磁铁和从动磁铁间的磁力带动桨毂上的桨叶旋转。

2.根据权利要求1所述的可变距水下推进系统，其特征在于，在所述转动支架上设有一激光信号发射装置，在所述桨毂内侧设有与所述激光信号发射装置对应设置的激光信号接收装置。

3.根据权利要求1所述的可变距水下推进系统，其特征在于，所述驱动磁铁和所述从动磁铁均选自N极或S极磁铁，且所述转动支架上的N极、S极磁铁和所述桨毂内侧的N极、S极磁铁均交替布置。

4.根据权利要求1所述的可变距水下推进系统，其特征在于，所述转动支架由若干个一端与所述驱动电机输出端固定连接、且径向设置的连杆组成，所述驱动磁铁固定于所述连杆的另一端上。

5.根据权利要求5所述的可变距水下推进系统，其特征在于，所述连杆、驱动磁铁和从动磁铁的个数均为12个。

6.根据权利要求1所述的可变距水下推进系统，其特征在于，所述桨毂外侧设有8个桨叶。

7.根据权利要求1所述的可变距水下推进系统，其特征在于，所述驱动电机为伺服电机。

8.根据权利要求1所述的可变距水下推进系统，其特征在于，所述桨毂外表面呈流线型设置。