CN107487429A - 静叶结构、推进器及水下航行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下航行设备技术领域，尤其是涉及一种静叶结构、推进器及水下航行器。本发明提供的静叶结构，包括安装圈和多个静叶片；多个静叶片与安装圈的内壁固定连接，且多个静叶片呈放射状分布，其中，静叶片的长度方向的一端与安装圈固定连接，静叶片的长度方向的另一端与导流件固定连接；导流件具有相对的内端部和外端部，外端部呈锥状。该推进器，包括推进器流道结构及所述的静叶结构，静叶结构与推进器流道结构固定连接。该水下航行器，包括所述的推进器。本发明能够避免海草、水藻影响螺旋桨的正常工作，具有加速和稳定水流，提高推进器的推进效率的特点。

Description

静叶结构、推进器及水下航行器

技术领域

本发明涉及水下航行设备技术领域，尤其是涉及一种静叶结构、推进器及水下航行器。

背景技术

现有技术中的水下航行器在倒退或转向时，螺旋桨容易缠绕到海草、水藻等，从而影响了螺旋桨的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静叶结构、推进器及水下航行器，以解决现有技术中存在的水下航行器在倒退或转向时，螺旋桨容易缠绕到海草、水藻等，影响了螺旋桨的正常工作，以及影响了推进器的推进效率的技术问题。

本发明提供了一种静叶结构，包括安装圈和多个静叶片；多个所述静叶片与所述安装圈的内壁固定连接，且多个所述静叶片呈放射状分布，

其中，所述静叶片的长度方向的一端与所述安装圈固定连接，所述静叶片的长度方向的另一端与导流件固定连接；所述导流件具有相对的内端部和外端部，所述外端部呈锥状。

进一步地，所述静叶片的片面与所述安装圈的轴向平行。

进一步地，所述静叶片包括宽面部及与所述宽面部相连接的窄面部，所述宽面部的片面宽度大于所述窄面部的片面宽度；所述宽面部与所述安装圈的内壁固定连接，所述窄面部与所述导流件固定连接。

进一步地，在所述安装圈的轴向方向上，所述外端部伸出所述安装圈的外侧，所述宽面部伸出所述安装圈的内侧。

进一步地，所述导流件为柱状结构。

进一步地，所述内端部呈锥状。

进一步地，所述安装圈包括止挡部和插装部，所述插装部的外径小于所述止挡部的外径；

所述插装部的外壁的周向上布设有多个卡合凸台。

进一步地，所述插装部的外壁的周向上还布设有多个定位凸台。

本发明还提供了一种推进器，包括推进器流道结构及所述的静叶结构，所述静叶结构与所述推进器流道结构固定连接。

本发明还提供了一种水下航行器，包括所述的推进器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的静叶结构，包括安装圈和多个静叶片；多个静叶片与安装圈的内壁固定连接，且多个静叶片呈放射状分布，其中，静叶片的长度方向的一端与安装圈固定连接，静叶片的长度方向的另一端与导流件固定连接；导流件具有相对的内端部和外端部，外端部呈锥状。使用时，通过将安装圈与推进器的动力装置的壳体固定连接后，当水下航行器在倒退或转向时，多个静叶片和导流件一起作用以阻挡海草、水藻等，从而避免海草、水藻影响螺旋桨的正常工作，保护了动力装置，并且具有加速和稳定水流，提高推进器的推进效率的特点；另外采用静叶有利于改善螺旋桨附近的流场，有效提升了推进器的推进效率。

本发明还提供的推进器，包括推进器流道结构及所述的静叶结构，静叶结构与推进器流道结构固定连接。基于上述分析可知，该推进器能够避免海草、水藻影响螺旋桨的正常工作，具有保护驱动螺旋桨旋转的动力装置的特点，以及具有加速和稳定水流，提高推进器的推进效率的特点。

本发明还提供的水下航行器，包括所述的推进器。基于上述分析可知，该水下航行器能够避免海草、水藻影响螺旋桨的正常工作，具有保护动力装置的特点，以及具有加速和稳定水流，提高推进器的推进效率的特点

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的静叶结构的示意图；

图2为本发明实施例一提供的静叶结构的另一视角示意图；

图3为本发明实施例一提供的静叶结构的又一视角示意图；

图4为本发明实施例一提供的静叶结构的剖视图；

图5为本发明实施例二中推进器流道结构的示意图；

图6为本发明实施例二中推进器流道结构的另一视角的示意图；

图7为本发明实施例二中推进器流道结构的又一视角的示意图；

图8为本发明实施例二中推进器流道结构的剖视图；

图9为本发明实施例二中静叶结构与推进器流道结构安装在一起的剖视图；

图10为本发明实施例二中推进器的结构示意图；

图11为本发明实施例二中动力装置的结构示意图。

图中：

101-安装圈；102-静叶片；103-导流件；104-外端部；105-内端部；106-宽面部；107-窄面部；108-止挡部；109-插装部；110-卡合凸台；111-第一凸台；112-第二凸台；201-动力装置；202-螺旋桨；203-导流管；204-前端；205-后端；206-插装件；207-卡合件；208-固定孔；209-卡孔；210-定位槽；211-壳体；212-插头；213-卡台；214-卡槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图4所示，本发明实施例一提供了一种静叶结构，包括安装圈101和多个静叶片102；多个静叶片102与安装圈101的内壁固定连接，且多个静叶片102呈放射状分布，其中，静叶片102的长度方向的一端与安装圈101固定连接，静叶片102的长度方向的另一端与导流件103固定连接；导流件103具有相对的内端部105和外端部104，外端部104呈锥状。

具体而言，安装圈101呈环形，多个静叶片102以安装圈101的环心为中以呈放射状分布，相邻两个静叶片102之间的圆心角相等。导流件103为柱状结构，导流件103位于安装圈101的环心处，即导流件103的轴线与安装圈101的轴线共线。内端部105朝向螺旋桨202，且内端部105靠近螺旋桨202，而外端部104背离螺旋桨202，外端部104远离螺旋桨202。外端部104呈圆锥状，且外端部104的端面为光滑的弧面。需要说明的是，该实施中，内端部105也可以呈圆锥状，且内端部105的端面为光滑的弧面，这样可以减小，导流件103的内端部105对水流的阻力，从而有利于提高推进器的推力；另外，由于小型水下无人航行器的推进器体积不能太大，从而限制了推进器的输出的推进效率，而采用静叶片102后，让螺旋桨加速后的流体，再一次优化和加速，便能够对水流进行引导，从而有利于提升推进器的推进效率。

该实施例提供的静叶结构，在使用时，通过将安装圈101与推进器的动力装置201的壳体211固定连接后，当水下航行器在倒退或转向时，多个静叶片102和导流件103一起作用以阻挡海草、水藻等，从而避免海草、水藻影响螺旋桨202的正常工作，保护了动力装置201；另外采用静叶有利于改善螺旋桨202附近的流场，有效提升了推进器的推进效率。

该实施例可选的方案中，静叶片102的片面与安装圈101的轴向平行。需要说明的是，该实施例中，静叶片102还可以具有几何扭转，也就是静叶片102的片面不垂直于螺旋桨202的径向截面，静叶片102的几何扭转的扭转方向可以和螺旋桨202的桨叶的几何扭转的扭转方向相反，这样可以平衡螺旋桨202产生的流体扭力，从而让航行器机身更平稳。

该实施例可选的方案中，静叶片102包括宽面部106及与宽面部106相连接的窄面部107，宽面部106的片面宽度大于窄面部107的片面宽度；宽面部106与安装圈101的内壁固定连接，窄面部107与导流件103固定连接。

具体而言，宽面部106与窄面部107之间光滑过渡连接。宽面部106与窄面部107为一体结构。

该实施例可选的方案中，在安装圈101的轴向方向上，外端部104伸出安装圈101的外侧，这样有利于导流件103及早的对海藻等进行阻挡；宽面部106伸出安装圈101的内侧。

该实施例可选的方案中，安装圈101包括止挡部108和插装部109，插装部109的外径小于止挡部108的外径；插装部109的外壁的周向上布设有多个卡合凸台110。

具体而言，止挡部108和插装部109均呈圆环状。

该实施例可选的方案中，插装部109的外壁的周向上还布设有多个定位凸台。定位凸台的数量为四个，四个定位凸台分为两个第一凸台111和两个第二凸台112；两个第一凸台111对称分布，两个第二凸台112对称分布。

实施例二

参见图5至图11所示，本发明实施例二提供了一种推进器，包括推进器流道结构及静叶结构，静叶结构与推进器流道结构固定连接。

该实施例可选的方案中，推进器还包括动力装置201和螺旋桨202，动力装置201用于驱动螺旋桨202旋转。

该实施例可选的方案中，推进器流道结构包括导流管203，静叶结构的安装圈101与导流管203固定连接，导流管203与动力装置201的壳体211固定连接。导流管203具有相对的前端204和后端205，导流管203的径向截面呈圆环状；沿导流管203的轴向方向，导流管203的外径由后端205向前端204逐渐减小；沿导流管203的轴向方向，导流管203的内径由后端205向前端204先逐渐减小至第一设定值，再由第一设定值逐渐增大。

具体而言，导流管203的径向截面为圆环面，导流管203的轴向截面在参考平面上的投影的外轮廓呈梯形，这样可保证导流管203有很规范的固定尺寸，减少加工难度和安装误差；该参考平面与导流管203的轴线的相平行，且该参考平面与导流管203的轴向截面平行。导流管203的外壁在参考平面上的投影为直线，导流管203的内壁在参考平面上的投影为光滑的曲线。需要说明的是，第一设定值的大小根据实现情况来确定，第一设定值为前端204的管口的内径98％～％99.2；直径为第一设定值的导流管203的内圆，位于导流管203的轴向长度的30％～50％的位置，且该内圆靠近导流管203的前端204，也就是说，导流管的内径最小的位置，位于导流管203的轴向长度的30％～50％地方，且导流管的内径最小的位置靠近导流管203的前端204。可选的，直径为第一设定值的导流管203的内圆，位于导流管203的轴向长度的42％左右的位置，这样可以最大程度的增加推进器的推力，也就是，螺旋桨202的旋转平面所在的位置，这样在使得前进倒退运行的过程中，流体通过螺旋桨202时，使螺旋桨202有效加速流体，从而增大了推力，提高了螺旋桨202做功的有效利用率。

该实施例提供的推进器流道结构，通过在推进器上增加流道结构，将使推进器的螺旋桨202位于流道结构的内部，从而改变了螺旋桨202附近流场的情况，当水下航行器在前进或者后退的过程中，螺旋桨202的运动使流体从导流管203中通过，水流在螺旋桨202位置时，由于导流管203的管腔的限制，水流便被加速，保证了尽量多的水，经过螺旋桨202加速，既而减小了水下流场对螺旋桨202的影响，有利于推进器的推进效率的提高，并增大推力。

该实施例可选的方案中，推进器流道结构还包括插装件206和卡合件207；插装件206和卡合件207均固定于后端205的管口上。这样可以保证螺旋桨202的旋转中心与导流管203的轴线同轴，成模设计，方便安装测试，以减小推进过程中导流管203的震动及使提高螺旋桨202的周围的流场的稳定性。

具体而言，插装件206用于与动力装置201的壳体211上的插头212通过插接的方式固定连接，卡合卡用于与动力装置201的壳体211通过卡合的方式固定连接。插装件206为套管，该套管的径向截面呈椭圆形，这样可以很好的保证与动力装置201的壳体211相插接后的稳定性和同心度，避免螺旋桨打到流道内壁，从而提高推进效率。另外，套管具有盲端，该盲端上开设有固定孔208，用于通过供螺栓穿过后，螺栓能够与动力装置201的壳体211螺纹连接，这样进一步保证了与动力装置201的壳体211相插接后的稳定性。卡合件207为卡板，卡板的板面上具有卡槽214，能够与动力装置201的壳体211上的卡台213相卡合，即卡台限位于卡槽中，另外卡板上也开设有固定孔208，用于通过供螺栓穿过后，螺栓能够与动力装置201的壳体211螺纹连接，这样进一步保证了与动力装置201的壳体211相卡合后的稳定性。

该实施例可选的方案中，插装件206与卡合件207在后端205的管口上对称分布。这样进一步保证了螺旋桨202的旋转平面的中心与导流管203的轴线同轴，减小推进过程中导管的震动及使提高螺旋桨202的周围的流场的稳定性，避免螺旋桨打到内壁。

该实施例可选的方案中，前端204的管壁上开设有卡孔209。卡孔209的数量为多个，具体而言，该实施例中，卡孔209的数量为8个，8个卡孔209分为4组，每组2个。

该实施例可选的方案中，前端204的管口上开设有定位槽210。定位槽210的数量为多个，具体而方，定位槽210的数量为4个。

该实施例可选的方案中，安装圈101与导流管203卡合连接。

具体而言，卡合凸台110与导流管203上的卡孔209相对应，且卡合凸台110能够卡合于导流管203上的卡孔209中。定位凸台与前端204的管口上的定位槽210相对应，定位凸台限位定位槽210中，以实现安装时定位；即当定位凸台与定位槽210相定位后，便能使卡合凸台110与导流管203上的卡孔209相对应。需要说明的是，通过第一凸台还可以实现推进器和船体之间通过螺栓连接，减少震动，保证同心。

该实施例可选的方案中，导流管203的轴向长度大于螺旋桨202的桨叶的宽度。这样使螺旋桨202全部包裹于导流管203内，从而有利于加速水流，提高螺旋桨202的推力。

该实施例可选的方案中，导流管203的内径大于螺旋桨202的桨直径，以避免螺旋桨202碰撞到导流管203的内壁。

该实施例可选的方案中，前端204的管口的内径大于导流管203的轴向长度；后端205的管口的内径大于导流管203的轴向长度。

实施例三

本发明实施例提供了一种水下航行器，包括实施例二提供的推进器和航行器机身。推进器可以安装于航行器机身的尾部，也可以安装在航行器机身的头部，还可以安装于航行器机身的两侧。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (10)

1.一种静叶结构，其特征在于，包括安装圈和多个静叶片；多个所述静叶片与所述安装圈的内壁固定连接，且多个所述静叶片呈放射状分布，

其中，所述静叶片的长度方向的一端与所述安装圈固定连接，所述静叶片的长度方向的另一端与导流件固定连接；所述导流件具有相对的内端部和外端部，所述外端部呈锥状。

2.根据权利要求1所述的静叶结构，其特征在于，所述静叶片的片面与所述安装圈的轴向平行。

3.根据权利要求1或2所述的静叶结构，其特征在于，所述静叶片包括宽面部及与所述宽面部相连接的窄面部，所述宽面部的片面宽度大于所述窄面部的片面宽度；所述宽面部与所述安装圈的内壁固定连接，所述窄面部与所述导流件固定连接。

4.根据权利要求3所述的静叶结构，其特征在于，在所述安装圈的轴向方向上，所述外端部伸出所述安装圈的外侧，所述宽面部伸出所述安装圈的内侧。

5.根据权利要求1或2所述的静叶结构，其特征在于，所述导流件为柱状结构。

6.根据权利要求1或2所述的静叶结构，其特征在于，所述内端部呈锥状。

7.根据权利要求1或2所述的静叶结构，其特征在于，所述安装圈包括止挡部和插装部，所述插装部的外径小于所述止挡部的外径；

所述插装部的外壁的周向上布设有多个卡合凸台。

8.根据权利要求7所述的静叶结构，其特征在于，所述插装部的外壁的周向上还布设有多个定位凸台。

9.一种推进器，其特征在于，包括推进器流道结构及如权利要求1-8中任一项所述的静叶结构，所述静叶结构与所述推进器流道结构固定连接。

10.一种水下航行器，其特征在于，包括如权利要求9所述的推进器。