CN109624625B

CN109624625B - 一种可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统

Info

Publication number: CN109624625B
Application number: CN201811556314.4A
Authority: CN
Inventors: 罗自荣; 张成春; 尚建忠; 云忠; 温猛; 崔玉宁; 王宝财; 夏明海
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2038-12-19
Also published as: CN109624625A

Abstract

本发明公开了一种可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，包括主体支架，所述主体支架中设有双输出轴电机轴系，且所述主体支架的一端设有可折叠螺旋桨、另一端设有喷水推进器，所述可折叠螺旋桨、喷水推进器各与双输出轴电机轴系的一个输出轴相连。本发明利用双输出轴电机轴系实现单一电机驱动两种工作模式，可以根据水、空介质的不同快速切换为适用于对应介质的动力系统,即在空中时切换为空用螺旋桨，在水下时切换为水用螺旋桨，能够满足空中、水下推进和出、入水过程的动力系统的需求。

Description

一种可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统

技术领域

本发明涉及水空跨介航行器的推进系统，具体涉及一种可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，可以根据跨介需求快速切换推进方式。

背景技术

随着现代装备科技的快速发展，军事侦测的隐蔽性、快速性等要求使得水空两栖航行器成为重要的战略装备，而跨介质航行器的推进系统决定了航行器是否能正常穿行于两种介质之间。目前较常用的推进系统大多只能适用于空中或水下单一介质的推进，不能满足跨介质航行器的推进需求，因此迫切需要一种能根据航行介质的变化快速调整推进方式以满足多种介质需求的推进系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，本发明利用双输出轴电机轴系实现单一电机驱动两种工作模式，可以根据水、空介质的不同快速切换为适用于对应介质的动力系统，即在空中时切换为空用螺旋桨，在水下时切换为水用螺旋桨，能够满足空中、水下推进和出、入水过程的动力系统的需求。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，包括主体支架，所述主体支架中设有双输出轴电机轴系，且所述主体支架的一端设有可折叠螺旋桨、另一端设有喷水推进器，所述可折叠螺旋桨、喷水推进器各与双输出轴电机轴系的一个输出轴通过单向轴承相连，且两个单向轴承的方向相反。

所述可折叠螺旋桨包括相互连接的驱动轴和导流罩，所述驱动轴与双输出轴电机轴系的输出轴相连，所述导流罩两侧各铰接有一个桨叶。

所述驱动轴包括内轴和套设在内轴外部的外轴管，所述内轴通过轴承安装在外轴管内，所述导流罩通过内轴与双输出轴电机轴系的输出轴相连，所述外轴管安装固定在主体支架上。

所述外轴管的外部设有固定支架，固定支架上连接有两根以上第一支撑杆，所述第一支撑杆分别安装在主体支架上。

所述主体支架包括相互平行布置的前端固定板、电机固定板、后端固定板，且所述前端固定板、电机固定板、后端固定板之间连接有两根以上第二支撑杆，所述第一支撑杆分别安装在前端固定板上，所述双输出轴电机轴系安装在电机固定板上，所述喷水推进器安装在后端固定板上。

所述前端固定板上设有多个第一夹持孔，所述第一夹持孔的一侧设有第一开口槽，所述第一开口槽一侧为前端固定板的本体、另一侧为第一夹持臂，所述第一夹持臂上设有和第一开口槽垂直布置的第一通孔，所述第一开口槽位于前端固定板一侧的侧壁上开设有第一螺孔，所述第一支撑杆插设在第一夹持孔中且通过第一螺栓夹持固定，所述第一螺栓穿过第一通孔和第一螺孔螺纹配合。

所述前端固定板、电机固定板、后端固定板上均设有一一对应的多个第二夹持孔，所述第二夹持孔的一侧设有第二开口槽，所述第二开口槽一侧为前端固定板的本体、另一侧为第二夹持臂，所述第二夹持臂上设有和第二开口槽垂直布置的第二通孔，所述第二开口槽位于前端固定板一侧的侧壁上开设有第二螺孔，所述第二支撑杆依次穿过前端固定板、电机固定板、后端固定板的第二夹持孔中且通过第二螺栓夹持固定，所述第二螺栓穿过第二通孔和第二螺孔螺纹配合。

所述喷水推进器包括喷水导流体、水用螺旋桨和导流定子，所述喷水导流体和主体支架相连，所述水用螺旋桨安装在喷水导流体的水流通道上，且所述导流定子布置在水流通道上且位于水用螺旋桨的后侧。

所述喷水导流体和后端固定板之间连接有两根以上第三支撑杆，所述后端固定板上设有多个第三夹持孔，所述第三夹持孔的一侧设有第三开口槽，所述第三开口槽一侧为后端固定板的本体、另一侧为第三夹持臂，所述第三夹持臂上设有和第三开口槽垂直布置的第三通孔，所述第三开口槽位于后端固定板一侧的侧壁上开设有第三螺孔，所述第三支撑杆插设在第三夹持孔中且通过第三螺栓夹持固定，所述第三螺栓穿过第三通孔和第三螺孔螺纹配合。

所述双输出轴电机轴系包括双输出轴防水电机，所述双输出轴防水电机一端的输出轴上依次连接有连接盘、第一单向轴承以及第一联轴器，所述第一联轴器和可折叠螺旋桨相连；所述双输出轴防水电机的另一端的输出轴上依次连接有第二联轴器、第二单向轴承和轴套，所述轴套上套设有滚动轴承，所述滚动轴承安装固定在主体支架上，所述轴套和喷水推进器相连。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明主体支架中设有双输出轴电机轴系，主体支架的一端设有可折叠螺旋桨、另一端设有喷水推进器，可折叠螺旋桨、喷水推进器各与双输出轴电机轴系的一个输出轴通过单向轴承相连，且两个单向轴承的方向相反，本发明利用双输出轴电机轴系实现单一电机驱动两种工作模式，例如双输出轴电机轴系正向转动时与前端的单向轴承卡死实现空用动力系统的接通、反向旋转时与后端的单向轴承卡死实现水用动力系统的接通，能够根据水、空介质的不同快速切换为适用于对应介质的动力系统，即在空中时切换为空用螺旋桨，在水下时切换为水用螺旋桨，能够满足空中、水下推进和出、入水过程的动力系统的需求。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例中可折叠螺旋桨的结构示意图。

图3为本发明实施例中主体支架部分的局部剖视结构示意图。

图4为本发明实施例中前端固定板的结构示意图。

图5为本发明实施例中喷水推进器的局部剖视结构示意图。

图6为本发明实施例中后端固定板的结构示意图。

图7为本发明实施例中双输出轴电机轴系的结构示意图。

图例说明：1、主体支架；11、前端固定板；111、第一夹持孔；112、第一开口槽；113、第一夹持臂；114、第一通孔；115、第一螺孔；12、固定板；121、第二夹持孔；122、第二开口槽；123、第二夹持臂；124、第二通孔；125、第二螺孔；13、端固定板；131、第三夹持孔；132、第三开口槽；133、第三夹持臂；134、第三通孔；135、第三螺孔；14、第二支撑杆；2、双输出轴电机轴系；21、双输出轴防水电机；22、连接盘；231、第一单向轴承；23、第一联轴器；24、第二联轴器；241、第二单向轴承；251、滚动轴承；25、轴套；3、可折叠螺旋桨；31、驱动轴；311、第一驱动轴；312、第二驱动轴；32、导流罩；33、桨叶；34、固定支架；341、第一支撑杆；4、喷水推进器；41、喷水导流体；411、第三支撑杆；42、水用螺旋桨；43、导流定子。

具体实施方式

如图1所示，本实施例可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统包括主体支架1，主体支架1中设有双输出轴电机轴系2，且主体支架1的一端设有可折叠螺旋桨3、另一端设有喷水推进器4，可折叠螺旋桨3、喷水推进器4各与双输出轴电机轴系2的一个输出轴通过单向轴承相连，且两个单向轴承的方向相反，本实施例利用双输出轴电机轴系实现单一电机驱动两种工作模式，例如双输出轴电机轴系2正向转动时与前端的单向轴承卡死实现空用动力系统的接通、反向旋转时与后端的单向轴承卡死实现水用动力系统的接通，能够根据水、空介质的不同快速切换为适用于对应介质的动力系统，即在空中时切换为空用螺旋桨，在水下时切换为水用螺旋桨，能够满足空中、水下推进和出、入水过程的动力系统的需求。

如图2所示，可折叠螺旋桨3包括相互连接的驱动轴31和导流罩32，驱动轴31与双输出轴电机轴系2的输出轴相连，导流罩32两侧各铰接有一个桨叶33（导流罩32转动时可利用离心力将桨叶33展开）。本实施例中，驱动轴31和导流罩32通过紧定螺钉实现轴向和周向定位，以传递旋转运动至桨叶33。

如图2所示，驱动轴31包括内轴311和套设在内轴311外部的外轴管312，内轴311通过轴承安装在外轴管312内，导流罩32通过内轴311与双输出轴电机轴系2的输出轴相连，外轴管312安装固定在主体支架1上，确保内轴311安装牢固稳定，使得可折叠螺旋桨3转动更稳定。

如图2所示，外轴管312的外部设有固定支架34，固定支架34上连接有两根以上第一支撑杆341，第一支撑杆341分别安装在主体支架1上，通过固定支架34能够对外轴管312起到加固的功能，使得外轴管312的承力性能更好，使得可折叠螺旋桨3转动更稳定。

如图3所示，主体支架1包括相互平行布置的前端固定板11、电机固定板12、后端固定板13，且前端固定板11、电机固定板12、后端固定板13之间连接有两根以上第二支撑杆14，第一支撑杆341分别安装在前端固定板11上，双输出轴电机轴系2安装在电机固定板12上，喷水推进器4安装在后端固定板13上，通过上述结构，能够方便地实现双输出轴电机轴系2可折叠螺旋桨3、喷水推进器4的安装和拆卸，且结构简单。

如图3和图4所示，前端固定板11上设有多个第一夹持孔111，第一夹持孔111的一侧设有第一开口槽112，第一开口槽112一侧为前端固定板11的本体、另一侧为第一夹持臂113，第一夹持臂113上设有和第一开口槽112垂直布置的第一通孔114，第一开口槽112位于前端固定板11一侧的侧壁上开设有第一螺孔115，第一支撑杆341插设在第一夹持孔111中且通过第一螺栓夹持固定，第一螺栓穿过第一通孔114和第一螺孔115螺纹配合。

如图4和图6所示，前端固定板11、电机固定板12、后端固定板13上均设有一一对应的多个第二夹持孔121（本实施例中具体采用四个且呈对称分布，此外也可以根据需要布置为三个或者四个以上，可以根据需要采用对称或不对称布置），第二夹持孔121的一侧设有第二开口槽122，第二开口槽122一侧为前端固定板12的本体、另一侧为第二夹持臂123，第二夹持臂123上设有和第二开口槽122垂直布置的第二通孔124，第二开口槽122位于前端固定板12一侧的侧壁上开设有第二螺孔125，第二支撑杆14依次穿过前端固定板11、电机固定板12、后端固定板13的第二夹持孔121中且通过第二螺栓夹持固定，第二螺栓穿过第二通孔124和第二螺孔125螺纹配合。本实施例中，前端固定板11、电机固定板12、后端固定板13三者结构完全相同，从而能够降低加工成本，此外也可以根据需要采用不同结构，只要其能够分别实现对应的功能并达到预期的效果即可。

如图5所示，喷水推进器4包括喷水导流体41、水用螺旋桨42和导流定子43，喷水导流体41和主体支架1相连，水用螺旋桨42安装在喷水导流体41的水流通道上，且导流定子43布置在水流通道上且位于水用螺旋桨42的后侧。水用螺旋桨42包括传动轴与转子，且传动轴与转子通过紧钉螺旋桨固定连接以传递来自电机的旋转运动，传动轴则和双输出轴电机轴系2的输出轴相连，导流定子43和喷水导流体41之间通过螺钉连接。

如图5和图6所示，喷水导流体41和后端固定板13之间连接有两根以上第三支撑杆411，后端固定板13上设有多个第三夹持孔131，本实施例中具体采用三根，分别均匀分布在喷水导流体41的上侧以及左右两侧，第三夹持孔131均匀分布起到加强喷水推进器4的支撑稳定性的作用，第三夹持孔131的一侧设有第三开口槽132，第三开口槽132一侧为后端固定板13的本体、另一侧为第三夹持臂133，第三夹持臂133上设有和第三开口槽132垂直布置的第三通孔134，第三开口槽132位于后端固定板13一侧的侧壁上开设有第三螺孔135，第三支撑杆411插设在第三夹持孔131中且通过第三螺栓夹持固定，第三螺栓穿过第三通孔134和第三螺孔135螺纹配合。

如图7所示，双输出轴电机轴系2包括双输出轴防水电机21，双输出轴防水电机21一端的输出轴上依次连接有连接盘22、第一单向轴承231以及第一联轴器23，第一联轴器23和可折叠螺旋桨3相连；双输出轴防水电机21的另一端的输出轴上依次连接有第二联轴器24、第二单向轴承241和轴套25，轴套25上套设有滚动轴承251，滚动轴承251安装固定在主体支架1上，轴套25和喷水推进器4相连，双输出轴防水电机21正向转动时与前端的第一单向轴承23卡死实现空用动力系统的接通，双输出轴防水电机21反向旋转时与后端的第二单向轴承26卡死实现水用动力系统的接通。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，其特征在于：包括主体支架（1），所述主体支架（1）中设有双输出轴电机轴系（2），且所述主体支架（1）的一端设有可折叠螺旋桨（3）、另一端设有喷水推进器（4），所述可折叠螺旋桨（3）、喷水推进器（4）各与双输出轴电机轴系（2）的一个输出轴通过单向轴承相连，且两个单向轴承的方向相反；所述可折叠螺旋桨（3）包括相互连接的驱动轴（31）和导流罩（32），所述驱动轴（31）与双输出轴电机轴系（2）的输出轴相连，所述导流罩（32）两侧各铰接有一个桨叶（33）；所述驱动轴（31）包括内轴（311）和套设在内轴（311）外部的外轴管（312），所述内轴（311）通过轴承安装在外轴管（312）内，所述导流罩（32）通过内轴（311）与双输出轴电机轴系（2）的输出轴相连，所述外轴管（312）安装固定在主体支架（1）上；所述外轴管（312）的外部设有固定支架（34），固定支架（34）上连接有两根以上第一支撑杆（341），所述第一支撑杆（341）分别安装在主体支架（1）上；所述主体支架（1）包括相互平行布置的前端固定板（11）、电机固定板（12）、后端固定板（13），且所述前端固定板（11）、电机固定板（12）、后端固定板（13）之间连接有两根以上第二支撑杆（14），所述第一支撑杆（341）分别安装在前端固定板（11）上，所述双输出轴电机轴系（2）安装在电机固定板（12）上，所述喷水推进器（4）安装在后端固定板（13）上。

2.根据权利要求1所述的可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，其特征在于：所述前端固定板（11）上设有多个第一夹持孔（111），所述第一夹持孔（111）的一侧设有第一开口槽（112），所述第一开口槽（112）一侧为前端固定板（11）的本体、另一侧为第一夹持臂（113），所述第一夹持臂（113）上设有和第一开口槽（112）垂直布置的第一通孔（114），所述第一开口槽（112）位于前端固定板（11）一侧的侧壁上开设有第一螺孔（115），所述第一支撑杆（341）插设在第一夹持孔（111）中且通过第一螺栓夹持固定，所述第一螺栓穿过第一通孔（114）和第一螺孔（115）螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，其特征在于：所述前端固定板（11）、电机固定板（12）、后端固定板（13）上均设有一一对应的多个第二夹持孔（121），所述第二夹持孔（121）的一侧设有第二开口槽（122），所述第二开口槽（122）一侧为前端固定板（12）的本体、另一侧为第二夹持臂（123），所述第二夹持臂（123）上设有和第二开口槽（122）垂直布置的第二通孔（124），所述第二开口槽（122）位于前端固定板（12）一侧的侧壁上开设有第二螺孔（125），所述第二支撑杆（14）依次穿过前端固定板（11）、电机固定板（12）、后端固定板（13）的第二夹持孔（121）中且通过第二螺栓夹持固定，所述第二螺栓穿过第二通孔（124）和第二螺孔（125）螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，其特征在于：所述喷水推进器（4）包括喷水导流体（41）、水用螺旋桨（42）和导流定子（43），所述喷水导流体（41）和主体支架（1）相连，所述水用螺旋桨（42）安装在喷水导流体（41）的水流通道上，且所述导流定子（43）布置在水流通道上且位于水用螺旋桨（42）的后侧。

5.根据权利要求4所述的可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，其特征在于：所述喷水导流体（41）和后端固定板（13）之间连接有两根以上第三支撑杆（411），所述后端固定板（13）上设有多个第三夹持孔（131），所述第三夹持孔（131）的一侧设有第三开口槽（132），所述第三开口槽（132）一侧为后端固定板（13）的本体、另一侧为第三夹持臂（133），所述第三夹持臂（133）上设有和第三开口槽（132）垂直布置的第三通孔（134），所述第三开口槽（132）位于后端固定板（13）一侧的侧壁上开设有第三螺孔（135），所述第三支撑杆（411）插设在第三夹持孔（131）中且通过第三螺栓夹持固定，所述第三螺栓穿过第三通孔（134）和第三螺孔（135）螺纹配合。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的可快速切换推进方式的水空跨介航行器推进系统，其特征在于：所述双输出轴电机轴系（2）包括双输出轴防水电机（21），所述双输出轴防水电机（21）一端的输出轴上依次连接有连接盘（22）、第一单向轴承（231）以及第一联轴器（23），所述第一联轴器（23）和可折叠螺旋桨（3）相连；所述双输出轴防水电机（21）的另一端的输出轴上依次连接有第二联轴器（24）、第二单向轴承（241）和轴套（25），所述轴套（25）上套设有滚动轴承（251），所述滚动轴承（251）安装固定在主体支架（1）上，所述轴套（25）和喷水推进器（4）相连。