CN108910008A - 一种带舵的深海轮缘推进器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带舵的深海轮缘推进器，涉及船舶技术领域，该深海轮缘推进器将导管、轮缘电机及舵集成在一起，将后置定子中的导叶设计成可以转动的舵叶结构，舵布置在轮缘推进器的尾部以保持舵效，将转舵结构设置在空心轴中，转舵结构连接舵轴带动舵叶转动，该深海轮缘推进器不仅具备现有轮缘推进器的基本结构，且实现了轮缘推进器与舵一体化设计，解决了舵的布置问题，可以满足深海航行器对推进性能和操纵性能的要求。

Description

一种带舵的深海轮缘推进器

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其是一种带舵的深海轮缘推进器。

背景技术

深海航行器在深海中航行，需要诸如导管螺旋桨等样式的推进器，然而传统的推进电机布置在航行器的舱室内部，在深海环境下，动密封非常困难，高度集成的轮缘推进器可以有效的解决这一问题，但深海航行器依然需要通过舵来实现转向，当采用轮缘推进器时，传统的舵机布置存在困难。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种带舵的深海轮缘推进器，该深海轮缘推进器集成了舵，同时具备推进功能和转向功能。

本发明的技术方案如下：

一种带舵的深海轮缘推进器，该深海轮缘推进器包括：轮缘电机、导管、螺旋桨、空心轴、前置定子、后置定子和转舵结构；轮缘电机包括电机转子和电机定子，电机定子集成在导管的内腔中，电机转子集成在螺旋桨的桨叶的叶稍，螺旋桨的桨毂设置在空心轴上；前置定子和后置定子的桨毂分别设置在空心轴上，且前置定子和后置定子分别设置在螺旋桨的两侧，前置定子位于深海轮缘推进器的前部，后置定子位于深海轮缘推进器的尾部；前置定子中包括至少两片定子导叶，至少两片定子导叶以空心轴为中心线环绕前置定子的桨毂均匀设置，每片定子导叶的桨叶的叶稍连接导管；后置定子中包括舵轴和至少一个舵叶，舵叶套设在舵轴上，舵轴垂直于空心轴设置，舵轴的一端连接导管、另一端连接转舵结构，转舵结构设置在空心轴中，转舵结构的另一端从深海轮缘推进器的前部探出；深海轮缘推进器在安装于航行器上时，转舵结构的另一端从深海轮缘推进器的前部探出并连接航行器控制器，舵轴沿着竖直方向设置，舵轴在转舵结构的驱动下带动舵叶转动。

其进一步的技术方案为，深海轮缘推进器还包括充油缆，充油缆依次穿过空心轴、前置定子中的定子导叶以及导管连接电机定子进行供电，充油缆中充满绝缘油，电机定子中充满绝缘油。

其进一步的技术方案为，转舵结构采用曲柄摇杆结构，转舵结构包括电动推杆、连杆以及曲柄，电动推杆的一端从深海轮缘推进器的前部探出并用于连接航行器控制器，电动推杆的另一端连接连杆，连杆的另一端连接曲柄，曲柄的另一端连接舵轴，电动推杆在航行器控制器的作用下带动连杆沿着空心轴做往复运动，曲柄在连杆的作用下带动舵叶绕着舵轴转动。

其进一步的技术方案为，螺旋桨的桨毂与空心轴之间安装有水润滑轴承。

其进一步的技术方案为，后置定子中包括两个舵叶，两个舵叶分别设置在空心轴的两侧，且两个舵叶均套设在舵轴上，舵轴垂直于空心轴设置，舵轴的两端分别连接导管，舵轴还连接转舵结构；舵轴在转舵结构的驱动下带动两个舵叶转动。

本发明的有益技术效果是：

1、本申请公开了一种带舵的深海轮缘推进器，该深海轮缘推进器将导管、轮缘电机及舵集成在一起，将后置定子中的导叶设计成可以转动的舵叶结构，具备轮缘推进器的基本结构，且实现了轮缘推进器与舵一体化设计，可以满足深海航行器对推进性能和操纵性能的要求。

2、将舵集成在轮缘推进器的尾部，从而保证了舵效。

3、轮缘推进器的定子中充油以保证结构在深海环境下耐压，解决了轮缘推进器在深海中的耐压和密封问题，充油缆从前置定子的定子导叶中穿过，保证充油缆不被其它外部物体磕碰损坏，从而提高可靠性。

附图说明

图1是本申请公开的深海轮缘推进器从前部的正视图。

图2是本申请公开的深海轮缘推进器在图1中A-A方向剖视图。

图3是本申请公开的深海轮缘推进器在图1中B-B方向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种带舵的深海轮缘推进器，请参考图1-3，该深海轮缘推进器包括：轮缘电机、导管10、螺旋桨20、空心轴30、前置定子40、后置定子50和转舵结构，轮缘电机包括电机转子61和电机定子62。

电机定子61集成在导管10的内腔中，电机转子62集成在螺旋桨20的桨叶的叶稍，螺旋桨20的桨毂设置在空心轴30上，螺旋桨20的设置位置与电机定子61的设置位置对应，使得螺旋桨20的桨叶在转动过程中，其叶稍的电机转子62始终位于电机定子61内部，两者配合工作形成轮缘电机。螺旋桨20的桨毂与空心轴30之间安装有水润滑轴承70。

前置定子40和后置定子50的桨毂分别设置在空心轴30上，且前置定子40和后置定子50分别设置在螺旋桨20的两侧，前置定子40位于整个深海轮缘推进器的前部，后置定子50位于整个深海轮缘推进器的尾部。前置定子40中包括至少两片定子导叶，该至少两片定子导叶以空心轴30为中心线环绕前置定子40的桨毂均匀设置，每片定子导叶40的桨叶的叶稍连接导管10。

后置定子50中包括舵轴51和至少一个舵叶52，舵叶52套设在舵轴51上，舵轴51垂直于空心轴30设置，舵轴51的一端连接导管10、另一端连接转舵结构。实际实现时，后置定子50中包括两个舵叶52，两个舵叶52分别设置在空心轴30的两侧，且两个舵叶52均套设在舵轴51上，舵轴51垂直于空心轴30设置，舵轴51的两端分别连接导管10，舵轴51还连接转舵结构。

转舵结构设置在空心轴30中，其一端连接舵轴51、另一端从深海轮缘推进器的前部探出。本申请中的转舵结构采用曲柄摇杆结构，转舵结构包括电动推杆81、连杆82以及曲柄83，电动推杆81的一端从深海轮缘推进器的前部探出，电动推杆81的另一端连接连杆82，连杆82的另一端连接曲柄83，曲柄83的另一端连接舵轴51，电动推杆81带动连杆82沿着空心轴30做往复运动，曲柄83在连杆82的作用下带动舵叶52绕着舵轴51转动，曲柄摇杆结构是常用的机械结构，本申请对其具体结构不作介绍。通常情况下，电动推杆81与空心轴30之间还设置有电动推杆支持90，电动推杆81在电动推杆支持90的作用下位于空心轴30的正中心且始终沿着空心轴30的轴线往复运动。

为解决深海耐高压的问题，该深海轮缘推进器还包括充油缆，如图中虚线所示，充油缆一端连接航行器控制器，另一端依次穿过空心轴30、前置定子40中的定子导叶以及导管10连接电机定子62给轮缘电机进行供电。充油缆中充满绝缘油，从而保证电机定子62中充满绝缘油，内外压平衡，使得电机定子62等结构能够承受海水的高压。

本申请公开的深海轮缘推进器在应用时，安装于航行器上，此时舵轴51沿着竖直方向设置，两个舵叶52沿着竖直方向上下设置，转舵结构的另一端从深海轮缘推进器的前部探出并连接航行器控制器，也即电动推杆81从深海轮缘推进器的前部探出并连接航行器控制器。在深海轮缘推进器的工作过程中，推力传递的路径为：推力—水润滑轴承70—前置定子40—航行器，同时在需要转向时，航行器控制器驱动电动推杆81沿着空心轴30做往复运动，曲柄摇杆结构将为往复运动转变为曲柄83的旋转运动，曲柄83带动舵轴51旋转，舵轴51带动舵叶52旋转，从而实现转舵。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带舵的深海轮缘推进器，其特征在于，所述深海轮缘推进器包括：轮缘电机、导管、螺旋桨、空心轴、前置定子、后置定子和转舵结构；所述轮缘电机包括电机转子和电机定子，所述电机定子集成在所述导管的内腔中，所述电机转子集成在所述螺旋桨的桨叶的叶稍，所述螺旋桨的桨毂设置在所述空心轴上；所述前置定子和所述后置定子的桨毂分别设置在所述空心轴上，且所述前置定子和所述后置定子分别设置在所述螺旋桨的两侧，所述前置定子位于所述深海轮缘推进器的前部，所述后置定子位于所述深海轮缘推进器的尾部；所述前置定子中包括至少两片定子导叶，所述至少两片定子导叶以所述空心轴为中心线环绕所述前置定子的桨毂均匀设置，每片所述定子导叶的桨叶的叶稍连接所述导管；所述后置定子中包括舵轴和至少一个舵叶，所述舵叶套设在所述舵轴上，所述舵轴垂直于所述空心轴设置，所述舵轴的一端连接所述导管、另一端连接转舵结构，所述转舵结构设置在所述空心轴中，所述转舵结构的另一端从所述深海轮缘推进器的前部探出；所述深海轮缘推进器在安装于航行器上时，所述转舵结构的另一端从所述深海轮缘推进器的前部探出并连接航行器控制器，所述舵轴沿着竖直方向设置，所述舵轴在所述转舵结构的驱动下带动所述舵叶转动。

2.根据权利要求1所述的深海轮缘推进器，其特征在于，所述深海轮缘推进器还包括充油缆，所述充油缆依次穿过所述空心轴、所述前置定子中的定子导叶以及所述导管连接所述电机定子进行供电，所述充油缆中充满绝缘油，所述电机定子中充满绝缘油。

3.根据权利要求1所述的深海轮缘推进器，其特征在于，所述转舵结构采用曲柄摇杆结构，所述转舵结构包括电动推杆、连杆以及曲柄，所述电动推杆的一端从所述深海轮缘推进器的前部探出并用于连接所述航行器控制器，所述电动推杆的另一端连接所述连杆，所述连杆的另一端连接所述曲柄，所述曲柄的另一端连接所述舵轴，所述电动推杆在所述航行器控制器的作用下带动所述连杆沿着所述空心轴做往复运动，所述曲柄在所述连杆的作用下带动所述舵叶绕着所述舵轴转动。

4.根据权利要求1所述的深海轮缘推进器，其特征在于，所述螺旋桨的桨毂与所述空心轴之间安装有水润滑轴承。

5.根据权利要求1所述的深海轮缘推进器，其特征在于，所述后置定子中包括两个舵叶，所述两个舵叶分别设置在所述空心轴的两侧，且所述两个舵叶均套设在所述舵轴上，所述舵轴垂直于所述空心轴设置，所述舵轴的两端分别连接所述导管，所述舵轴还连接所述转舵结构；所述舵轴在所述转舵结构的驱动下带动所述两个舵叶转动。