CN112012871B - 船用螺旋桨拨动能转化装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了船用螺旋桨拨动能转化装置及其应用方法，属于船用设备技术领域。包括主板体和消泡鳍；主板体设有限位支撑杆端；限位支撑杆端具有限位套管；消泡鳍与螺旋桨对应，消泡鳍固接设有丝杠传递结构；丝杠传递结构与限位套管相转动；丝杠传递结构经第一传递结构与第二传递结构传动相连；第二传递结构传动配合有交流发电机；该装置能够通过消泡鳍接收来自螺旋桨产生的螺旋拨动能旋转以消除气泡，并由消泡鳍的旋转作用同步带动丝杠传递结构运行，丝杠传递结构依次经第一传递结构和第二传递结构传动带动交流发电机工作，以此实现对螺旋桨产生的螺旋拨动能进行有效转化利用，同时可减少螺旋桨运行产生的尾流气泡，降低空泡效应，提升整体效能。

Description

船用螺旋桨拨动能转化装置及其应用方法

技术领域

本发明涉及船用设备技术领域，具体涉及船用螺旋桨拨动能转化装置及其应用方法。

背景技术

螺旋桨是现有舰船主要的推进方式之一。目前螺旋桨是依靠两个或更多的桨叶在水中旋转向后排水，在向后排水过程中会同步受到来自水的反作用力，从而产生驱动舰船前进的推力。而在螺旋桨工作产生的尾流场中，在产生平均推力的同时，也会产生短距的螺旋拨动能，这些螺旋拨动能大多会随着舰船前进的进程散发到周围水体中，不能被有效充分利用。

而且，在舰船前进时由螺旋桨拨动产生的尾流气泡极容易形成空泡效应，空泡效应对于螺旋桨的使用寿命、运行效率均会产生较大影响；并且一般舰船尾流的声学特性也主要由尾流中的气泡对声波的散射和吸收引起的，对船舶的舒适性以及安静性也容易产生较大影响。

针对上述已有技术状况，本发明申请人做了大量反复而有益的探索，最终产品取得了有效的成果，并且形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

为此，本发明提供了船用螺旋桨拨动能转化装置及其应用方法，以解决现有技术中难以对螺旋桨产生的螺旋拨动能有效转化利用的问题，同时能够减少螺旋桨运行产生的尾部气泡，降低空泡效应，提高作业整体效能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

船用螺旋桨拨动能转化装置，其能够可拆式稳定设于船体，所述船体具有一个螺旋桨；所述船用螺旋桨拨动能转化装置包括：

主板体；所述主板体具有一个与所述船体朝向相同的延伸方向，且所述主板体在沿其延伸方向的一端设有直角限位端，所述直角限位端与所述船体卡位设置，且所述直角限位端能够对所述主板体朝船体外部方向的平移限位；

所述主板体的底端面固定设有至少一条限位支撑杆端；所述限位支撑杆端具有一个垂直于所述主板体的延伸方向，且所述限位支撑杆端在沿其延伸方向远离所述主板体的一端固定设有一个限位套管；

所述主板体的顶端面固定设有至少一个横向稳定座；和

消泡鳍；所述消泡鳍的一侧端中心与所述螺旋桨远离所述船体一侧端的中心对应，且所述消泡鳍的另一侧端固接设有丝杠传递结构；所述丝杠传递结构包括一条往复丝杠和一个能够往复滑动设于所述往复丝杠的滑动套座；

所述往复丝杠与所述限位套管相转动设置；

所述消泡鳍的外侧壁设有桨叶，设于所述消泡鳍外侧壁的桨叶数量与所述螺旋桨具有的桨叶数量相同，且所述消泡鳍的桨叶朝向与所述螺旋桨具有的桨叶朝向一一对应相同；和

第一传递结构；所述第一传递结构包括转动套座、第一自适应伸缩杆和第二自适应伸缩杆；所述转动套座转动设于所述主板体；所述第一自适应伸缩杆和所述第二自适应伸缩杆均固定设于所述转动套座的侧壁，且所述第一自适应伸缩杆的朝向和所述第二自适应伸缩杆的朝向相背离；所述第一自适应伸缩杆在远离所述转动套座的一端与所述滑动套座转动相连，所述第一自适应伸缩杆能够随所述转动套座与所述滑动套座之间的距离而自动调整自身长度，并带动所述转动套座及所述第二自适应伸缩杆进行往复运动；所述第二自适应伸缩杆在远离所述转动套座的一端延伸至所述主板体的上方；以及

第二传递结构；所述第二传递结构包括传递连杆、齿条杆以及传递转轴；所述传递连杆延伸穿过所述横向稳定座与所述主板体的板面相平行设置，且所述传递连杆沿其杆向的一端与所述第二自适应伸缩杆转动相连；

所述第二自适应伸缩杆能够随所述转动套座与所述传递连杆之间的距离而自动调整自身长度，并带动所述传递连杆沿水平向运动；

所述传递连杆在沿其杆向远离所述第二自适应伸缩杆的一端与所述齿条杆可拆式固接；所述齿条杆在远离所述传递连杆的一端传动配合有齿轮变速结构，所述齿轮变速结构的输出端与所述传递转轴传动配合，所述传递转轴在远离所述齿条杆的一端传动配合有交流发电机；

所述齿轮变速结构和所述交流发电机均设于所述主板体的顶端面。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

作为本发明的改进方案，所述螺旋桨在远离所述船体的一侧毂帽中心可拆式固接设有一个定位柱；

所述消泡鳍稳定套设于所述定位柱，且所述消泡鳍贴近所述螺旋桨至预定距离；所述消泡鳍能够以所述定位柱为中心轴旋转。

作为本发明的改进方案，所述往复丝杠具有一个与所述船体朝向相同的延伸方向，且所述往复丝杠沿其延伸方向的一端可拆式固接设于所述消泡鳍远离所述螺旋桨的一侧端中心；

在所述往复丝杠的外侧壁开设有往复丝槽；所述滑动套座滑动配合设于所述往复丝杠，且所述滑动套座与所述往复丝槽之间设有若干沿线性排列的滚珠；在所述往复丝杠随着所述消泡鳍旋转时，所述滑动套座能够在所述往复丝槽和所述滚珠的配合作用下沿着所述往复丝杠的延伸方向往复位移。

作为本发明的改进方案，所述限位支撑杆端为至少两部分，至少两部分所述限位支撑杆端之间设有法兰连接座，且至少两部分所述限位支撑杆端之间通过法兰连接座可拆式固接；

所述第一自适应伸缩杆设有若干条；若干条所述第一自适应伸缩杆在远离所述转动套座的一端均设有一个连接轴孔；所述滑动套座具有一个转接端，在所述滑动套座的转接端转动设有一条定位杆；所述定位杆沿其杆向开设有一条销钉通孔，且所述定位杆的侧壁开设有若干个与若干所述第一自适应伸缩杆一一对应的连接通道，所述连接通道与所述销钉通孔连通；所述第一自适应伸缩杆通过与所述连接通道配合，使所述连接轴孔与所述销钉通孔呈线性对齐；

所述定位杆装配设有销钉结构；

所述销钉结构包括销钉体和螺母件；所述销钉体能够穿过呈线性对齐的所述连接轴孔与所述销钉通孔，并与所述螺母件螺接固定；

在将所述船用螺旋桨拨动能转化装置解除时，能够将所述限位支撑杆端的法兰连接座以及所述转接端的销钉结构分别拆解，对所述主板体的对应部分和所述丝杠传递结构的对应部分的分部拆解，降低拆装难度。

作为本发明的改进方案，所述第二自适应伸缩杆设有若干条；

若干条所述第一自适应伸缩杆和若干条所述第二自适应伸缩杆的数量均对应相同，且所述第一自适应伸缩杆的延伸长度大于所述第二自适应伸缩杆的延伸长度；相对于所述第二自适应伸缩杆的长度更大的所述第一自适应伸缩杆能够作为动力臂，使所述第二自适应伸缩杆运行所需的驱动力更小，进而使所述第一自适应伸缩杆以及所述滑动套座能够基于所述往复丝杠稳定运行。

作为本发明的改进方案，所述船体固定有能够承载所述主板体的支承架体；

所述支承架体包括一体设置的限位固定端和支承板；所述限位固定端设有至少两组，且每组所述限位固定端的底端均设有两块间隔设置的竖向夹持板；所述限位固定端能够通过两块竖向夹持板卡接设于所述船体对应所述主板体的一侧边沿；至少两组所述限位固定端共同连接设有一块所述支承板，所述支承板位于所述主板体的下方。

作为本发明的改进方案，所述齿轮变速结构包括一个箱内腔以及分别设于所述箱内腔的第一传动轴、第二传动轴、轴承座、第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮、第一锥齿轮以及第二锥齿轮和定位座；所述第一传动轴和所述第二传动轴分别通过所述轴承座转动设于所述箱内腔的内壁，且所述第一传动轴和所述第二传动轴平行设置；

在所述第一传动轴分别装配设有相间隔设置的一个第一直齿轮和一个第二直齿轮，其中所述第一直齿轮与延伸设于所述箱内腔的所述齿条杆相啮合，所述第二直齿轮的分度圆直径大于所述第一直齿轮的分度圆直径；

在所述第二传动轴分别装配设有相间隔设置的一个第三直齿轮和一个第一锥齿轮，所述第三直齿轮的分度圆直径小于所述第二直齿轮的分度圆直径且二者之间相啮合，所述第一锥齿轮的大端分度圆直径大于所述第三直齿轮的分度圆直径；

装配有所述第二锥齿轮的传递转轴分别通过所述定位座和所述轴承座稳定转动设于所述箱内腔，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮之间呈90°轴角相啮合；所述传递转轴自所述第二锥齿轮延伸至所述箱内腔外部与所述交流发电机的动能输入端配合，所述传递转轴的轴向与所述齿条杆的延伸方向相同。

作为本发明的改进方案，在所述齿轮变速结构对应所述齿条杆的延伸方向还开设有一个连通所述箱内腔和所述齿轮变速结构外部的适配口；所述齿条杆能够自所述适配口滑进滑出。

应用船用螺旋桨拨动能转化装置的方法，包括以下步骤：

S1：测定预定航线的气象及海况，进行船用螺旋桨拨动能转化装置的安装作业，将装置主板体部分与丝杠传递结构部分同步安装；

S2：启动船体运行，螺旋桨转动推进；此时螺旋桨对水体产生的螺旋拨动能作用于消泡鳍；消泡鳍在螺旋拨动能的带动下以定位柱为中心轴旋转，并进一步带动丝杠传递结构中的往复丝杠旋转，滑动套座能够在往复丝杠的旋转作用下沿着往复丝杠进行往复滑动；

S3：第一自适应伸缩杆与定位杆相装配的一端在滑动套座的往复滑动作用下进行往复位移；第一自适应伸缩杆能够随转动套座与滑动套座之间的距离而自动调整自身长度，并带动转动套座及第二自适应伸缩杆进行往复运动；第二自适应伸缩杆能够随转动套座与传递连杆之间的距离而自动调整自身长度，并带动传递连杆沿水平向滑动；

S4：由传递连杆传动至齿条杆，同时齿条杆依次经齿轮变速结构中设于第一传动轴的第一直齿轮和第二直齿轮、设于第二传动轴的第三直齿轮和第一锥齿轮以及设于传递转轴的第二锥齿轮传动，使传递转轴发生旋转运动，并将动能进一步传递至交流发电机；

S5：在储电设备内电量到达阈值时，解除传递连杆与齿条杆之间的连接作用，以中断暂停传动发电作业；或者将船用螺旋桨拨动能转化装置整体解除；

分别拆解销钉体以断开第一自适应伸缩杆与定位杆之间的连接作用，并将限位支撑杆端的上侧部分与下侧部分之间的法兰连接座解除，使装置的主板体部分与丝杠传递结构部分可分离，进而分别将主板体部分与丝杠传递结构部分解除，主板体部分与丝杠传递结构部分的解除过程同步进行。

应用船用螺旋桨拨动能转化装置的方法，步骤S1的具体过程如下：

使船体保持静止，螺旋桨停止转动；由作业人员将定位柱的一端固定于螺旋桨的毂帽中心位置，并将消泡鳍套于定位柱的外侧；

将限位支撑杆端的下侧部分通过限位套管套装于往复丝杠的套管安装部；并将装配好滑动套座的往复丝杠一端固定于消泡鳍远离螺旋桨一端的中心位置，使消泡鳍能够带动往复丝杠旋转；

同步地，通过将支承架体的限位固定端卡扣固定于船体的边沿，使支承板能够沿水平向延伸并定位，将预先装有第一传递结构、第二传递结构、横向稳定座、齿轮变速结构及交流发电机的主板体放置于支承板，并通过主板体一端的直角限位端使主板体不外滑；

将固定设于主板体底端的限位支撑杆端上侧部分与限位支撑杆端的下侧部分之间通过法兰连接座固接相连，使主板体在各个方向均能够随船体保持稳定，同时能够方便地进行拆解或安装；

将第一传递结构的第一自适应伸缩杆配合设于滑动套座的定位杆，并通过销钉体将第一自适应伸缩杆与定位杆相固定；

架设电接交流发电机的线路延伸至船体内部的储电设备。

本发明具有如下优点：

该装置能够通过消泡鳍接收来自螺旋桨产生的螺旋拨动能旋转以消除气泡，并由消泡鳍的旋转作用同步带动丝杠传递结构运行，丝杠传递结构依次经第一传递结构和第二传递结构传动，最终带动交流发电机工作，以此实现对螺旋桨产生的螺旋拨动能进行有效转化利用，同时可减少螺旋桨运行产生的尾流气泡，降低空泡效应，提升整体效能及功能实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的船用螺旋桨拨动能转化装置的整体结构轴测示意图。

图2为本发明实施例提供的船用螺旋桨拨动能转化装置的整体结构侧视平面示意图。

图3为本发明实施例提供的往复丝杠与滑动套座之间的装配结构示意图。

图4为本发明实施例提供的齿轮变速结构的内部结构示意图。

图5为本发明实施例提供的第一传递结构与丝杠传递结构之间的装配结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

船体1；支承架体2、限位固定端21、支承板22。

主板体3、直角限位端31、限位支撑杆端32、法兰连接座33、限位套管34、横向稳定座35。

第一传递结构4、转动套座41、第一自适应伸缩杆42、连接轴孔421、第二自适应伸缩杆43；螺旋桨5、消泡鳍51、定位柱52。

丝杠传递结构6、往复丝杠61、往复丝槽611、滑动套座62、滚珠621、转接端63、定位杆64、销钉通孔641、连接通道642、套管安装部65、销钉体66、螺母件661。

第二传递结构7、传递连杆71、齿条杆72、传递转轴73、第二锥齿轮731、定位座732。

齿轮变速结构8、箱内腔81、第一传动轴82、第二传动轴83、轴承座84、第一直齿轮85、第二直齿轮86、第三直齿轮87、第一锥齿轮88、适配口89。

交流发电机9。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。

本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明实施例提供了一种如图1-5所示的船用螺旋桨拨动能转化装置，其能够设于船体1，船体1可为普通带有螺旋桨5的货船、渔船等工业适用船；所述船用螺旋桨拨动能转化装置包括支承架体2、主板体3、第一传递结构4、消泡鳍51、丝杠传递结构6、第二传递结构7、齿轮变速结构8以及交流发电机9；用以通过消泡鳍51接收来自螺旋桨5产生的螺旋拨动能旋转以消除气泡，并由消泡鳍51的旋转作用同步带动丝杠传递结构6运行，丝杠传递结构6依次经第一传递结构4和第二传递结构7传动，最终带动交流发电机9工作，以此实现对螺旋桨5产生的螺旋拨动能进行有效转化利用，同时可减少螺旋桨5运行产生的尾流气泡，降低空泡效应，提升整体效能。具体设置如下：

请参考图1和图2，所述主板体3为一块矩形板体，矩形所述主板体3具有一个与所述船体1朝向相同的延伸方向，且在所述主板体3沿其延伸方向的一端一体设有向下弯折的直角限位端31，用以通过直角限位端31能够将主板体3的一端限位，使主板体3不能沿其延伸方向向船体1外部平移。

所述螺旋桨5在远离所述船体1的一侧毂帽中心可拆式固接设有一个定位柱52，所述可拆式固接可采用但不限于卡接、螺栓连接。

所述消泡鳍51稳定套设于所述定位柱52，用以使消泡鳍51可贴近螺旋桨5至预定距离，同时消泡鳍51能够以定位柱52为中心轴旋转，保证螺旋拨动能的传递性，还能够实现将消泡鳍51自定位柱52滑动脱出，方便后续将船用螺旋桨拨动能转化装置整体解除。

具体地，所述消泡鳍51的外侧壁设有桨叶，设于所述消泡鳍51外侧壁的桨叶数量与所述螺旋桨5具有的桨叶数量相同，且所述消泡鳍51的桨叶朝向与所述螺旋桨5具有的桨叶朝向一一对应相同，用以利用消泡鳍51的桨叶有效接收螺旋桨5毂帽表面的水流沿着螺旋桨5的旋转方向流动而产生的螺旋拨动能，防止螺旋桨5毂帽后端位置形成的低压毂涡空泡；同时消泡鳍51的桨叶在接收螺旋拨动能旋转时还产生了扭力，从而能够增加一定的推力。

为使消泡鳍51在接收螺旋拨动能后可降低空泡效应的同时，还能够将产生的扭力传递至丝杠传递结构6，因此将所述丝杠传递结构6的一端通过法兰固定设于所述消泡鳍51远离所述螺旋桨5的一侧端中心。

具体的是，请参考图2和图3，所述丝杠传递结构6包括往复丝杠61、滑动套座62、转接端63和定位杆64；其中，所述往复丝杠61具有一个与所述船体1朝向相同的延伸方向，且所述往复丝杠61沿其延伸方向的一端通过法兰可拆式固接设于所述消泡鳍51远离所述螺旋桨5的一侧端中心，所述往复丝杠61沿其延伸方向的另一端固定有一个防滑脱座；在所述往复丝杠61的外侧壁开设有往复丝槽611；所述滑动套座62滑动配合设于所述往复丝杠61，且所述滑动套座62与所述往复丝槽611之间设有若干沿线性排列的滚珠621，用以使往复丝杠61随着消泡鳍51旋转时，滑动套座62能够在往复丝槽611和滚珠621的配合作用下沿着往复丝杠61的延伸方向往复位移。

请继续参考图1和图2，所述往复丝杠61在靠近所述消泡鳍51的一端还具有一个套管安装部65；在所述主板体3的底端固定设有一条限位支撑杆端32，所述限位支撑杆端32具有一个垂直于所述主板体3的延伸方向，且所述限位支撑杆端32在沿其延伸方向远离所述主板体3的一端固定设有一个限位套管34，所述限位套管34稳定套设于所述套管安装部65，用以借助限位支撑杆端32起到对主板体3的支撑作用同时，可通过消泡鳍51对限位套管34的位移方向进行限制，以此实现主板体3不能沿其延伸方向向船体1内方向平移，从而能够通过直角限位端31和限位支撑杆端32有效提升主板体3的稳定性。

优选地，所述限位支撑杆端32为至少两部分，至少两部分所述限位支撑杆端32之间设有一个法兰连接座33，且至少两部分所述限位支撑杆端32之间通过法兰连接座33可拆式固接；在所述滑动套座62的顶端具有一个转接端63；可选地，所述第一传递结构4通过销钉结构转动设于所述滑动套座62的转接端63；用以可在将船用螺旋桨拨动能转化装置解除时，能够将限位支撑杆端32的法兰连接座33以及转接端63的销钉结构分别拆解，实现对主板体3对应部分和丝杠传递结构6对应部分的分部拆解，大大降低了拆装难度。

进一步优选地，所述船体1还固定有能够承载所述主板体3的支承架体2；具体的是，所述支承架体2包括一体设置的限位固定端21和支承板22；所述限位固定端21设有至少两组，且每组所述限位固定端21的底端均设有两块具有预定间隔的竖向夹持板，所述限位固定端21能够通过两块竖向夹持板卡接设于所述船体1对应所述主板体3的一侧边沿；至少两组所述限位固定端21共同连接设有一块所述支承板22，所述支承板22位于所述主板体3的下方，用以能够在解除船用螺旋桨拨动能转化装置时，通过支承板22配合直角限位端31对主板体3起到一定的支撑作用，进一步降低拆装难度。

所述第一传递结构4包括转动套座41、第一自适应伸缩杆42、连接轴孔421和第二自适应伸缩杆43；其中，所述转动套座41转动设于所述主板体3沿其延伸方向远离所述船体1的一端；且所述转动套座41的一侧壁固接设有若干条第一自适应伸缩杆42，用以通过第一自适应伸缩杆42有效实现在滑动套座62基于往复丝杠61滑动运行时，滑动套座62与转动套座41之间起到传动作用的连杆长度能够随着二者之间的距离而自动适应性调整。

请参考图1和图5，若干条所述第一自适应伸缩杆42在远离所述转动套座41的一端均设有一个连接轴孔421；在所述滑动套座62的转接端63转动设有一条定位杆64；所述定位杆64沿其杆向开设有一条销钉通孔641，且所述定位杆64的侧壁开设有若干个与若干所述第一自适应伸缩杆42一一对应的连接通道642，所述连接通道642与所述销钉通孔641连通；所述第一自适应伸缩杆42能够通过与所述连接通道642相配合，使所述连接轴孔421与所述销钉通孔641呈线性对齐。所述定位杆64装配设有销钉结构，所述销钉结构包括销钉体66和螺母件661；所述销钉体66能够穿过呈线性对齐的所述连接轴孔421与所述销钉通孔641，并与所述螺母件661螺接固定，用以以此保证各条第一自适应伸缩杆42在定位杆64上的安装稳定性，同时可通过销钉结构方便地拆解，进而实现对船用螺旋桨拨动能转化装置的分部拆解。

请继续参考图1和图2，在所述转动套座41背离所述第一自适应伸缩杆42的另一侧壁对应固接设有若干条第二自适应伸缩杆43；若干条所述第一自适应伸缩杆42和若干条所述第二自适应伸缩杆43的数量及延伸方向均对应相同，且所述第一自适应伸缩杆42的延伸长度大于所述第二自适应伸缩杆43的延伸长度，用以使第一自适应伸缩杆42和第二自适应伸缩杆43能够作为一条整体并可实现自适应调整的杆体；同时使相对于第二自适应伸缩杆43长度更大的第一自适应伸缩杆42作为动力臂，使第二自适应伸缩杆43运行所需的驱动力更小，进而使第一自适应伸缩杆42端能够稳定运行，保证功能可行性。

所述第二自适应伸缩杆43在远离所述转动套座41的一端与所述第二传递结构7转动连接，用以能够将第一传递结构4的动力传递至第二传递结构7。

具体地，所述第二传递结构7包括传递连杆71、齿条杆72和传递转轴73；其中所述传递连杆71平行于所述主板体3的板面，且所述传递连杆71沿其杆向的一端与所述第二自适应伸缩杆43转动连接；在所述主板体3的顶端面还固定设有横向稳定座35，所述传递连杆71延伸穿过所述横向稳定座35，以使得传递连杆71能够始终保持横向运行；所述传递连杆71在沿其杆向远离所述第二自适应伸缩杆43的一端与所述齿条杆72可拆式固接；所述齿条杆72在远离所述传递连杆71的一端与所述齿轮变速结构8的输入端传动配合，所述齿轮变速结构8的输出端与所述传递转轴73传动配合，用以通过齿轮变速结构8内不同的齿轮组合产生变速变矩，改变传动比及传动形式；同时还可解除传递连杆71与齿条杆72之间的连接作用，以暂停传动发电作业。

所述传递转轴73在远离所述齿条杆72的一端与所述交流发电机9装配，以此实现利用螺旋桨5产生的螺旋拨动能进行动力转化为电能回收。

更为具体的是，请参考图4，所述齿轮变速结构8包括一个箱内腔81以及分别设于所述箱内腔81的第一传动轴82、第二传动轴83、轴承座84、第一直齿轮85、第二直齿轮86、第三直齿轮87、第一锥齿轮88以及第二锥齿轮731和定位座732；所述第一传动轴82和所述第二传动轴83分别通过所述轴承座84转动设于所述箱内腔81的内壁，且所述第一传动轴82和所述第二传动轴83平行设置；在所述第一传动轴82分别装配设有相间隔设置的一个第一直齿轮85和一个第二直齿轮86，其中所述第一直齿轮85与延伸设于所述箱内腔81的所述齿条杆72相啮合，所述第二直齿轮86的分度圆直径大于所述第一直齿轮85的分度圆直径。在所述第二传动轴83分别装配设有相间隔设置的一个第三直齿轮87和一个第一锥齿轮88，所述第三直齿轮87的分度圆直径小于所述第二直齿轮86的分度圆直径且二者之间相啮合，所述第一锥齿轮88的大端分度圆直径大于所述第三直齿轮87的分度圆直径；用以以此实现从齿条杆72到第一锥齿轮88的增速传动，提升在交流发电机9的发电效率。

装配有所述第二锥齿轮731的传递转轴73分别通过所述定位座732和所述轴承座84稳定转动设于所述箱内腔81，所述第二锥齿轮731与所述第一锥齿轮88之间呈90°轴角相啮合，且所述传递转轴73自所述第二锥齿轮731延伸至所述箱内腔81的外部并与所述交流发电机9的动能输入端配合，用以实现将直线运动转变为旋转运动，同时使传递转轴73的轴向与齿条杆72的延伸方向相同，以此更加适用于船体1结构及在主板体3的合理布局，使交流发电机9能够位于在主板体3靠近船体1的一侧，线路布设更方便整洁。

优选地，在所述齿轮变速结构8对应所述齿条杆72的延伸方向还开设有一个连通所述箱内腔81和所述齿轮变速结构8外部的适配口89；所述齿条杆72能够自所述适配口89滑出，以此使得齿轮变速结构8的整体长度设置不必受到较长的齿条杆72限制影响，齿轮变速结构8的尺寸可以根据主板体3面积等因素而任意设置，有效保证了结构的功能可行性和适用性。

船用螺旋桨拨动能转化装置的应用方法，具体包括以下步骤：

S1：测定预定航线的气象及海况，进行船用螺旋桨拨动能转化装置的安装作业，将装置主板体3部分与丝杠传递结构6部分同步安装。

首先使船体1保持静止，螺旋桨5停止转动；由作业人员将定位柱52的一端固定于螺旋桨5的毂帽中心位置，并将消泡鳍51套于定位柱52的外侧。

将限位支撑杆端32的下侧部分通过限位套管34套装于往复丝杠61的套管安装部65；并将装配好滑动套座62的往复丝杠61一端固定于消泡鳍51远离螺旋桨5一端的中心位置，使消泡鳍51能够带动往复丝杠61旋转。

同步地，通过将支承架体2的限位固定端21卡扣固定于船体1的边沿，使支承板22能够沿水平向延伸并定位，将预先装有第一传递结构4、第二传递结构7、横向稳定座35、齿轮变速结构8及交流发电机9的主板体3放置于支承板22，并通过主板体3一端的直角限位端31使主板体3不外滑。

将固定设于主板体3底端的限位支撑杆端32上侧部分与限位支撑杆端32的下侧部分之间通过法兰连接座33固接相连，使主板体3在各个方向均能够随船体1保持稳定，同时能够方便地进行拆解或安装。

将第一传递结构4的第一自适应伸缩杆42配合设于滑动套座62的定位杆64，并通过销钉体66将第一自适应伸缩杆42与定位杆64相固定。

架设电接交流发电机9的线路延伸至船体1内部的储电设备。

S2：启动船体1运行，螺旋桨5转动推进。此时螺旋桨5对水体产生的螺旋拨动能作用于消泡鳍51；消泡鳍51在螺旋拨动能的带动下以定位柱52为中心轴旋转，并进一步带动丝杠传递结构6中的往复丝杠61旋转，滑动套座62能够在往复丝杠61的旋转作用下沿着往复丝杠61进行往复滑动。

S3：第一自适应伸缩杆42与定位杆64相装配的一端在滑动套座62的往复滑动作用下进行往复位移；第一自适应伸缩杆42能够随转动套座41与滑动套座62之间的距离而自动调整自身长度，并带动转动套座41及第二自适应伸缩杆43进行往复运动；第二自适应伸缩杆43能够随转动套座41与传递连杆71之间的距离而自动调整自身长度，并带动传递连杆71沿水平向滑动。

S4：由传递连杆71传动至齿条杆72，同时齿条杆72依次经齿轮变速结构8中设于第一传动轴82的第一直齿轮85和第二直齿轮86、设于第二传动轴83的第三直齿轮87和第一锥齿轮88以及设于传递转轴73的第二锥齿轮731传动，使传递转轴73发生旋转运动，并将动能进一步传递至交流发电机9。

S5：在储电设备内电量达到阈值时，解除传递连杆71与齿条杆72之间的连接作用，以中断暂停传动发电作业。

或者将船用螺旋桨拨动能转化装置整体解除；分别拆解销钉体66以断开第一自适应伸缩杆42与定位杆64之间的连接作用，并将限位支撑杆端32的上侧部分与下侧部分之间的法兰连接座33解除，使装置的主板体3部分与丝杠传递结构6部分可分离，进而分别将主板体3部分与丝杠传递结构6部分解除，主板体3部分与丝杠传递结构6部分的解除过程可同步进行，即可。

至此，完成一组应用船用螺旋桨拨动能转化装置的方法。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.船用螺旋桨拨动能转化装置，其能够可拆式稳定设于船体，所述船体具有一个螺旋桨；其特征在于，所述船用螺旋桨拨动能转化装置包括：

主板体；所述主板体具有一个与所述船体朝向相同的延伸方向，且所述主板体在沿其延伸方向的一端设有直角限位端，所述直角限位端与所述船体卡位设置，且所述直角限位端能够对所述主板体朝船体外部方向的平移限位；

所述主板体的底端面固定设有至少一条限位支撑杆端；所述限位支撑杆端具有一个垂直于所述主板体的延伸方向，且所述限位支撑杆端在沿其延伸方向远离所述主板体的一端固定设有一个限位套管；

所述主板体的顶端面固定设有至少一个横向稳定座；和

消泡鳍；所述消泡鳍的一侧端中心与所述螺旋桨远离所述船体一侧端的中心对应，且所述消泡鳍的另一侧端固接设有丝杠传递结构；所述丝杠传递结构包括一条往复丝杠和一个能够往复滑动设于所述往复丝杠的滑动套座；

所述往复丝杠与所述限位套管相转动设置；

所述消泡鳍的外侧壁设有桨叶，设于所述消泡鳍外侧壁的桨叶数量与所述螺旋桨具有的桨叶数量相同，且所述消泡鳍的桨叶朝向与所述螺旋桨具有的桨叶朝向一一对应相同；和

第一传递结构；所述第一传递结构包括转动套座、第一自适应伸缩杆和第二自适应伸缩杆；所述转动套座转动设于所述主板体；所述第一自适应伸缩杆和所述第二自适应伸缩杆均固定设于所述转动套座的侧壁，且所述第一自适应伸缩杆的朝向和所述第二自适应伸缩杆的朝向相背离；所述第一自适应伸缩杆在远离所述转动套座的一端与所述滑动套座转动相连，所述第一自适应伸缩杆能够随所述转动套座与所述滑动套座之间的距离而自动调整自身长度，并带动所述转动套座及所述第二自适应伸缩杆进行往复运动；所述第二自适应伸缩杆在远离所述转动套座的一端延伸至所述主板体的上方；以及

第二传递结构；所述第二传递结构包括传递连杆、齿条杆以及传递转轴；所述传递连杆延伸穿过所述横向稳定座与所述主板体的板面相平行设置，且所述传递连杆沿其杆向的一端与所述第二自适应伸缩杆转动相连；

所述第二自适应伸缩杆能够随所述转动套座与所述传递连杆之间的距离而自动调整自身长度，并带动所述传递连杆沿水平向运动；

所述传递连杆在沿其杆向远离所述第二自适应伸缩杆的一端与所述齿条杆可拆式固接；所述齿条杆在远离所述传递连杆的一端传动配合有齿轮变速结构，所述齿轮变速结构的输出端与所述传递转轴传动配合，所述传递转轴在远离所述齿条杆的一端传动配合有交流发电机；

所述齿轮变速结构和所述交流发电机均设于所述主板体的顶端面；

所述螺旋桨在远离所述船体的一侧毂帽中心可拆式固接设有一个定位柱；

所述消泡鳍稳定套设于所述定位柱，且所述消泡鳍贴近所述螺旋桨至预定距离；所述消泡鳍能够以所述定位柱为中心轴旋转。

2.根据权利要求1所述的船用螺旋桨拨动能转化装置，其特征是，所述往复丝杠具有一个与所述船体朝向相同的延伸方向，且所述往复丝杠沿其延伸方向的一端可拆式固接设于所述消泡鳍远离所述螺旋桨的一侧端中心；

在所述往复丝杠的外侧壁开设有往复丝槽；所述滑动套座滑动配合设于所述往复丝杠，且所述滑动套座与所述往复丝槽之间设有若干沿线性排列的滚珠；在所述往复丝杠随着所述消泡鳍旋转时，所述滑动套座能够在所述往复丝槽和所述滚珠的配合作用下沿着所述往复丝杠的延伸方向往复位移。

3.根据权利要求2所述的船用螺旋桨拨动能转化装置，其特征是，所述限位支撑杆端为至少两部分，至少两部分所述限位支撑杆端之间设有法兰连接座，且至少两部分所述限位支撑杆端之间通过法兰连接座可拆式固接；

所述第一自适应伸缩杆设有若干条；若干条所述第一自适应伸缩杆在远离所述转动套座的一端均设有一个连接轴孔；所述滑动套座具有一个转接端，在所述滑动套座的转接端转动设有一条定位杆；所述定位杆沿其杆向开设有一条销钉通孔，且所述定位杆的侧壁开设有若干个与若干所述第一自适应伸缩杆一一对应的连接通道，所述连接通道与所述销钉通孔连通；所述第一自适应伸缩杆通过与所述连接通道配合，使所述连接轴孔与所述销钉通孔呈线性对齐；

所述定位杆装配设有销钉结构；

所述销钉结构包括销钉体和螺母件；所述销钉体能够穿过呈线性对齐的所述连接轴孔与所述销钉通孔，并与所述螺母件螺接固定；

在将所述船用螺旋桨拨动能转化装置解除时，能够将所述限位支撑杆端的法兰连接座以及所述转接端的销钉结构分别拆解，对所述主板体的对应部分和所述丝杠传递结构的对应部分的分部拆解，降低拆装难度。

4.根据权利要求3所述的船用螺旋桨拨动能转化装置，其特征是，所述第二自适应伸缩杆设有若干条；

若干条所述第一自适应伸缩杆和若干条所述第二自适应伸缩杆的数量均对应相同，且所述第一自适应伸缩杆的延伸长度大于所述第二自适应伸缩杆的延伸长度；相对于所述第二自适应伸缩杆的长度更大的所述第一自适应伸缩杆能够作为动力臂，使所述第二自适应伸缩杆运行所需的驱动力更小，进而使所述第一自适应伸缩杆以及所述滑动套座能够基于所述往复丝杠稳定运行。

5.根据权利要求4所述的船用螺旋桨拨动能转化装置，其特征是，所述船体固定有能够承载所述主板体的支承架体；

所述支承架体包括一体设置的限位固定端和支承板；所述限位固定端设有至少两组，且每组所述限位固定端的底端均设有两块间隔设置的竖向夹持板；所述限位固定端能够通过两块竖向夹持板卡接设于所述船体对应所述主板体的一侧边沿；至少两组所述限位固定端共同连接设有一块所述支承板，所述支承板位于所述主板体的下方。

6.根据权利要求5所述的船用螺旋桨拨动能转化装置，其特征是，所述齿轮变速结构包括一个箱内腔以及分别设于所述箱内腔的第一传动轴、第二传动轴、轴承座、第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮、第一锥齿轮以及第二锥齿轮和定位座；所述第一传动轴和所述第二传动轴分别通过所述轴承座转动设于所述箱内腔的内壁，且所述第一传动轴和所述第二传动轴平行设置；

在所述第一传动轴分别装配设有相间隔设置的一个第一直齿轮和一个第二直齿轮，其中所述第一直齿轮与延伸设于所述箱内腔的所述齿条杆相啮合，所述第二直齿轮的分度圆直径大于所述第一直齿轮的分度圆直径；

在所述第二传动轴分别装配设有相间隔设置的一个第三直齿轮和一个第一锥齿轮，所述第三直齿轮的分度圆直径小于所述第二直齿轮的分度圆直径且二者之间相啮合，所述第一锥齿轮的大端分度圆直径大于所述第三直齿轮的分度圆直径；

装配有所述第二锥齿轮的传递转轴分别通过所述定位座和所述轴承座稳定转动设于所述箱内腔，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮之间呈90°轴角相啮合；所述传递转轴自所述第二锥齿轮延伸至所述箱内腔外部与所述交流发电机的动能输入端配合，所述传递转轴的轴向与所述齿条杆的延伸方向相同。

7.根据权利要求6所述的船用螺旋桨拨动能转化装置，其特征是，在所述齿轮变速结构对应所述齿条杆的延伸方向还开设有一个连通所述箱内腔和所述齿轮变速结构外部的适配口；所述齿条杆能够自所述适配口滑进滑出。

8.应用如权利要求7所述的船用螺旋桨拨动能转化装置的方法，其特征是，包括以下步骤：

S1：测定预定航线的气象及海况，进行船用螺旋桨拨动能转化装置的安装作业，将装置主板体部分与丝杠传递结构部分同步安装；

S2：启动船体运行，螺旋桨转动推进；此时螺旋桨对水体产生的螺旋拨动能作用于消泡鳍；消泡鳍在螺旋拨动能的带动下以定位柱为中心轴旋转，并进一步带动丝杠传递结构中的往复丝杠旋转，滑动套座能够在往复丝杠的旋转作用下沿着往复丝杠进行往复滑动；

S3：第一自适应伸缩杆与定位杆相装配的一端在滑动套座的往复滑动作用下进行往复位移；第一自适应伸缩杆能够随转动套座与滑动套座之间的距离而自动调整自身长度，并带动转动套座及第二自适应伸缩杆进行往复运动；第二自适应伸缩杆能够随转动套座与传递连杆之间的距离而自动调整自身长度，并带动传递连杆沿水平向滑动；

S4：由传递连杆传动至齿条杆，同时齿条杆依次经齿轮变速结构中设于第一传动轴的第一直齿轮和第二直齿轮、设于第二传动轴的第三直齿轮和第一锥齿轮以及设于传递转轴的第二锥齿轮传动，使传递转轴发生旋转运动，并将动能进一步传递至交流发电机；

S5：在储电设备内电量到达阈值时，解除传递连杆与齿条杆之间的连接作用，以中断暂停传动发电作业；或者将船用螺旋桨拨动能转化装置整体解除；

分别拆解销钉体以断开第一自适应伸缩杆与定位杆之间的连接作用，并将限位支撑杆端的上侧部分与下侧部分之间的法兰连接座解除，使装置的主板体部分与丝杠传递结构部分可分离，进而分别将主板体部分与丝杠传递结构部分解除，主板体部分与丝杠传递结构部分的解除过程同步进行。

9.应用如权利要求8所述的船用螺旋桨拨动能转化装置的方法，其特征是，步骤S1的具体过程如下：

使船体保持静止，螺旋桨停止转动；由作业人员将定位柱的一端固定于螺旋桨的毂帽中心位置，并将消泡鳍套于定位柱的外侧；

将限位支撑杆端的下侧部分通过限位套管套装于往复丝杠的套管安装部；并将装配好滑动套座的往复丝杠一端固定于消泡鳍远离螺旋桨一端的中心位置，使消泡鳍能够带动往复丝杠旋转；

同步地，通过将支承架体的限位固定端卡扣固定于船体的边沿，使支承板能够沿水平向延伸并定位，将预先装有第一传递结构、第二传递结构、横向稳定座、齿轮变速结构及交流发电机的主板体放置于支承板，并通过主板体一端的直角限位端使主板体不外滑；

将固定设于主板体底端的限位支撑杆端上侧部分与限位支撑杆端的下侧部分之间通过法兰连接座固接相连，使主板体在各个方向均能够随船体保持稳定，同时能够方便地进行拆解或安装；

将第一传递结构的第一自适应伸缩杆配合设于滑动套座的定位杆，并通过销钉体将第一自适应伸缩杆与定位杆相固定；

架设电接交流发电机的线路延伸至船体内部的储电设备。

Images