CN105966587B - 一种具有推进器的水上工具或飞行工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于：包括工具本体，至少一个推进装置，控制装置，操控装置，以及电源装置；推进装置安装在工具本体上用于提供动力；控制装置安装在工具本体内部，用于接收操控装置发出的操控信号以控制推进装置工作；电源装置安装在工具本体内部，用于为推进装置和控制装置提供电能。本发明的有益效果是：该水上工具或飞行工具所采用的直通式导流体设计，可有效降低泵喷推进器吸水口的功率损耗，提高推进效率；由多级环式泵喷推进器组合大大提高喷射速度，提高喷射口压头，为一种高速推进器组合；智能感应，操作灵活，结构简单。

Description

一种具有推进器的水上工具或飞行工具

技术领域

本发明属于流体推进器技术领域，尤其涉及一种具有推进器的水上工具或飞行工具。

背景技术

在现有的水上工具或飞行器中，运用泵喷推进器的种类有很多，但由于传统的泵喷推进器体积庞大，使得其安装不方便，加之其结构形式的限制，流道入口，通常与喷射口之间有一个过渡的线性弯道，又加大了泵喷的能量损失，从而使推进力大大降低，影响操控体验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有推进器的水上工具或飞行工具，推进力大且便于智能控制。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种具有推进器的水上工具或飞行工具，包括工具本体，至少一个推进装置，控制装置，操控装置，以及电源装置；推进装置安装在工具本体上用于提供动力；控制装置安装在工具本体内部，用于接收操控装置发出的操控信号以控制推进装置工作；电源装置安装在工具本体内部，用于为推进装置和控制装置提供电能；

推进装置至少包括一个推进器，推进器包括壳体，活动套装在壳体内的导管，若干在壳体内壁并沿其周向均匀设置的励磁体，若干在导管外壁并沿其周向均匀设置的永磁体，以及分别安装在壳体两端的端盖；端盖与导管之间还设置有密封元件，端盖上开设用流体经过的通孔，控制装置与励磁体电连接用于产生磁场进而驱动叶轮工作。

优选的，密封元件包括推力环，推力环具有一环部以及连接在该环部一端的凸缘，环部的外壁开设有两道第一密封槽，第一密封槽内嵌有密封胶圈；凸缘的内端面开设有第二密封槽，第二密封槽内嵌有密封垫片；环部的外壁通过密封胶圈与端盖上通孔的孔壁形成静密封，凸缘的内端面通过密封垫片与导管的端部形成动密封。

优选的，推力环的环部外侧还套装有弹簧，弹簧的内端与凸缘的外端面抵接，外端与端盖的内端面抵接。

优选的，端盖的内端面上设置有止口结构，用于连接壳体端部或定位轴承；壳体两端的端面上设置有与止口结构相匹配的台阶结构，并通过螺栓与端盖连接；至少在用作介质入口的端盖通孔处安装有过滤网。

优选的，控制装置包括处理器，信号接收模块，信号发送模块；信号接收模块、信号发送模块均连接于处理器；处理器将信号接收模块搜集的数据处理后再由信号发送模块发出相应的指令给推进装置；端盖的通孔内还安装有用于检测介质压力的压力传感器，压力传感器与处理器电连接。

优选的，工具本体上安装至少一个纺锤型的导流体，沿导流体的轴线方向开设有流道和位于流道后方并与其同轴连通的安装孔；每个安装孔中各安装一个推进装置。

优选的，导流体内部开设密闭空腔，以便减轻整体重量。

优选的，每个推进装置包括两个前后串联安装的推进器，位于前方的推进器为一级推进器、位于后方的推进器为二级推进器；二级推进器的流体出口处还安装文氏管，文氏管的内径自前向后依次减小。

优选的，二级推进器中还固定安装有整流叶片，整流叶片位于叶轮的后方。

优选的，操控装置为机械式的操舵装置、能够感应肢体动作从而发出控制信号的体感装置、能够无线传输控制信号的手持遥控装置或能够识别声音指令从而发出控制信号的语音装置。

本发明具有的有益效果：

1、该水上工具或飞行工具所采用的直通式导流体设计，可有效降低泵喷推进器吸水/气口的功率损耗，提高推进效率；由多级环式泵喷推进器组合大大提高喷射速度，提高喷射口压头，为一种高速推进器组合；智能感应，操作灵活，结构简单。

2、推进器还加入了压力传感器，并通过无线单元，可实现运行数据远程监控及调节。

3、通过推力环实现端部密封，防止流体进入壳体与导管之间的空隙内影响推进器的正常运行。

4、端盖上加工有止口结构，一方面便于安装拆卸，另一方面还能够限位轴承的窜动。

5、推力环的外侧套装弹簧，从而为推力环提供一个轴向的推力补偿，保证更好的活动面密封。

6、由于采用直通式导流体，因此只需反转叶轮即可实现倒行，取代了现有技术里竖直进水式泵推进器在倒行时还要采用的倒挡罩，大大简化了整体结构。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构仰视图；

图2是本发明的结构俯视图；

图3是本发明中导流体的结构剖视图；

图4是本发明中推进器的横截面示意图；

图5是本发明中推进器的纵截面示意图；

图6是图5中A处的局部放大图；

图7是本发明实施例六的结构仰视图；

图8是本发明中的控制电路图；

图9是本发明实施例七的结构侧视图；。

附图标记：

1壳体；2励磁体；3永磁体；4导管；5叶轮；6端盖；7轴承；8弹簧；9密封胶圈；10密封垫片；11推力环；12凸缘；13环部；14工具本体；15导流体；16流道；17空腔；18安装孔；19文氏管；20方向感应区；21速度感应区；22推进器；23整流叶片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1至6所示，一种具有改进型推进器的水上工具，包括工具本体14，两个导流体15，两个推进装置，控制装置，操控装置，以及电源装置。

导流体15为纺锤形，其对称安装在工具本体14底部尾端的左右两侧，导流体15内部开设提供浮力的密闭空腔17，沿导流体15的轴线方向开设有流道16和位于流道16后方并与其同轴连通的安装孔18，每个安装孔18中各安装一个推进装置。

每个推进装置包括两个前后串联安装的推进器22，位于前方的推进器22为一级推进器、位于后方的推进器22为二级推进器；二级推进器的流体出口处还安装文氏管19，文氏管19的内径自前向后依次减小，从而提高喷出的水流的速度获得较大的推进力。二级推进器中还固定安装有整流叶片23，整流叶片23位于叶轮的后方，其是与位于后端的盖板固定连接，用于消除流体旋转动能的。

推进器22主要包括壳体1，控制器，活动套装在壳体1内的导管4，若干在壳体1内壁并沿其周向均匀设置的励磁体2，若干在导管4外壁并沿其周向均匀设置的永磁体3，分别安装在壳体1两端的端盖6，以及设置在导管4内并与导管4内壁连接的叶轮5。叶轮5和导管4可以一体制造而成，该推进器体积小，推进力大，非常适合作为小型水上工具或飞行工具或水上娱乐器械的推进装置。端盖6上开设用流体经过的通孔，控制装置与励磁体2电连接用于产生磁场进而驱动叶轮5工作。

端盖6与导管4之间还设置有密封元件，其包括推力环11，推力环11具有一环部13以及连接在该环部13一端的凸缘12，环部13的外壁开设有两道第一密封槽，第一密封槽内嵌有密封胶圈9。凸缘12的内端面开设有第二密封槽，第二密封槽内嵌有密封垫片10；环部13的外壁通过密封胶圈9与端盖6上通孔的孔壁形成静密封，凸缘12的内端面通过密封垫片10与导管4的端部形成动密封。通孔的孔壁为光滑精加工面，便于与密封胶圈9贴合，形成良好的静密封。导管4的两端端面均为光滑精加工面，便于与密封垫片10接触时形成良好的动密封。

推力环11的环部13外侧还套装有弹簧8，弹簧8的内端与凸缘12的外端面抵接，外端与端盖6的内端面抵接，从而为推力环11提供一个轴向的推力补偿，保证更好的活动面密封（动密封）。

端盖6的内端面上设置有止口结构，用于连接壳体1端部或定位轴承7；壳体1两端的端面上设置有与止口结构相匹配的台阶结构，并通过螺栓与端盖6连接；至少在用作介质入口的端盖6通孔处安装有过滤网。轴承7安装在壳体1内部的两端，用与导管4外壁的两端配合，实现导管4在壳体1内的转动，亦承受径向和轴向的负荷。

控制装置安装在工具本体14内部，用于接收操控装置发出的操控信号以控制推进装置工作；电源装置安装在工具本体14内部，用于为推进装置和控制装置提供电能。控制装置包括处理器，信号接收模块，信号发送模块，传感器数据运算模块；其中各种传感器、信号接收模块、信号发送模块均连接于传感器数据运算模块。传感器数据运算模块与处理器电连接，用于搜集处理数据并发出相应的指令给处理器执行。端盖6的通孔内还安装有用于检测介质压力的压力传感器，用于检测流过介质的压力，并将压力信号传输给传感器数据运算模块，显示在控制面板上或通过无线电发送给特定接受器，用于监控泵的运转情况。

操控装置为能够感应肢体动作从而发出控制信号的体感装置，其包括速度感应器和方向感应器，速度感应器安装在工具本体14顶面上速度感应区21中，方向感应器分别安装在速度感应区21两侧的方向感应区20中，对应左转向和右转向；速度感应器和方向感受器能够分别感应使用者的肢体动作从而控制两个推进装置的工作状况。

速度感应器和方向感应器均采用压力传感器，用于感应使用者在各个感应区上的踩踏压力。速度感应区21上不同的区域对应不同的速度，速度感应区21从工具本体14尾部至首部速度一次渐大。方向压感区主要是用于识别使用者的转向意图，使用者在滑行时侧身站在冲浪板上，其中一只脚站横向站在速度感应区21内，另外一只脚站在冲浪板尾部（非感应区），保持身体平衡。滑行时，踩在感应区的脚慢慢从低速区域移动到高速区域时，冲浪板滑行的速度由小变大，当使用者想向左转时，踩在感应区的脚则踩在相应的速度区域及左转向区域的位置上，左感应区压力感应值增加到一定值时，将信号输送给控制装置，控制装置发出指令让右边的推进器22提高转速，通过右边速度高，左边速度低的速度差实现冲浪板的左转向，相反，当使用者想向右转时，踩在感应区的脚则应踩在相应的速度区及右转向区域的位置上，右感应区压力感应值增加到一定值时，将信号输送给控制装置，控制装置发出指令让左边的推进器22提高转速，通过左边速度高，右边速度低的速度差实现工具本体14的右转向。所述感应区，可以实现在无遥控器时，仅靠人体的肢体动作就能控制工具本体14的运行速度及方向。

工具本体14与水的接触的位置还可以安装一压力传感器，根据其压力值的变化来感应是否有人体站在工具本体14上，当感应人体站在工具本体14上时，工具本体14正常运行，当人体离开工具本体14时，工具本体14停止运行，提高滑行的安全性。

工具本体14上还可安装近场感应器，感应遥控的位置，优选为电磁定位感应模块，当人体在水下游泳时，工具本体14跟随在使用者附近，可以保证使用者的安全。

电源装置还包括充电接口，能够为该水上工具提供电力并在电力不足时及时充电。

本实施例中，工具本体为水上滑板。

实施例二

与实施例一不同之处在于，本实施例中，推进装置的数量为一个，操控装置仅包括速度感应器，通过踩踏水上滑板板面上的速度感应区进行速度调节，而转向则通过肢体摆动实现，类似地面滑板的转向。

实施例三

与实施例一不同之处在于，本实施例中，操控装置能够捕捉肢体动作而不是通过压力传感，即通过体感摄像头对特定的肢体指令进行识别后转化为控制信号传输给控制装置进行操控。

实施例四

与实施例一不同之处在于，本实施例中，操控装置为能够无线传输控制信号的手持遥控装置，具体可以是实体遥控器或安装有控制软件的移动终端，控制信号通过无线通讯模块与控制装置传输，输入方式可以是按键式、语音识别或手势识别等。该种远程遥控方式可以用来进行救援，操控者在岸上遥控水上滑板对落水者实施救援。

实施例五

与实施例一不同之处在于，本实施例中，操控装置为能够识别声音指令从而发出控制信号的语音装置，可以直接接收语音指令对水上滑板进行操控。

实施例六

如图7和8所示，与实施例一至五不同之处在于，本实施例中，工具本体为船体，即在现有船只基础上进行改进，因而操控装置既可以是传统的机械式操舵装置，又可以采用实施例一至五中的操控装置，或者是前述两种装置的组合从而提高可靠性。机械式操舵装置包括控制台和转向机构，控制台将操控指令发给控制装置，控制装置将信号发给推进装置或转向机构实现船体的行驶。

实施例七

如图9所示，与实施例一至六不同之处在于，本实施例中，导流体15安装在工具本体14的顶面，通过吸入空气产生推进力驱动工具本体移动。

实施例八

与实施例一至七不同之处在于，本实施例中，工具本体为水下设备，如潜水器等，采用该推进装置能够进行水下探测。

实施例九

与实施例一至八不同之处在于，本实施例中，工具本体为固定翼飞行器或多轴飞行器。

值得注意的是，本发明不仅能够实现载人目的，也可以按照一定的比例缩小作为无人设备使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于：包括工具本体，至少一个推进装置，控制装置，操控装置，以及电源装置；推进装置安装在工具本体上用于提供动力；控制装置安装在工具本体内部，用于接收操控装置发出的操控信号以控制推进装置工作；电源装置安装在工具本体内部，用于为推进装置和控制装置提供电能；推进装置至少包括一个推进器，推进器包括壳体，活动套装在壳体内的导管，若干在壳体内壁并沿其周向均匀设置的励磁体，若干在导管外壁并沿其周向均匀设置的永磁体，以及分别安装在壳体两端的端盖；端盖与导管之间还设置有密封元件，端盖上开设用流体经过的通孔，控制装置与励磁体电连接用于产生磁场进而驱动叶轮工作；密封元件包括推力环，推力环具有一环部以及连接在该环部一端的凸缘，环部的外壁开设有两道第一密封槽，第一密封槽内嵌有密封胶圈；凸缘的内端面开设有第二密封槽，第二密封槽内嵌有密封垫片；环部的外壁通过密封胶圈与端盖上通孔的孔壁形成静密封，凸缘的内端面通过密封垫片与导管的端部形成动密封；推力环的环部外侧还套装有弹簧，弹簧的内端与凸缘的外端面抵接，外端与端盖的内端面抵接；壳体通过螺栓与端盖连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于，端盖的内端面上设置有止口结构，用于连接壳体端部或定位轴承；壳体两端的端面上设置有与止口结构相匹配的台阶结构；至少在用作介质入口的端盖通孔处安装有过滤网。

3.根据权利要求1所述的一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于，控制装置包括处理器，信号接收模块，信号发送模块；信号接收模块、信号发送模块均连接于处理器；处理器将信号接收模块搜集的数据处理后再由信号发送模块发出相应的指令给推进装置；端盖的通孔内还安装有用于检测介质压力的压力传感器，压力传感器与处理器电连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于，工具本体上安装至少一个纺锤型的导流体，沿导流体的轴线方向开设有流道和位于流道后方并与其同轴连通的安装孔；每个安装孔中各安装一个推进装置。

5.根据权利要求4所述的一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于，导流体内部开设密闭空腔，以便减轻整体重量。

6.根据权利要求1所述的一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于，每个推进装置包括两个前后串联安装的推进器，位于前方的推进器为一级推进器、位于后方的推进器为二级推进器；二级推进器的流体出口处还安装文氏管，文氏管的内径自前向后依次减小。

7.根据权利要求6所述的一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于，二级推进器中还固定安装有整流叶片，整流叶片位于叶轮的后方。

8.根据权利要求1所述的一种具有改进型推进器的水上工具或飞行工具，其特征在于，操控装置为机械式的操舵装置、能够感应肢体动作从而发出控制信号的体感装置、能够无线传输控制信号的手持遥控装置或能够识别声音指令从而发出控制信号的语音装置。