CN113135279A - 一种用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水下驱动技术，具体为一种用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置。两个密闭水仓相对平行设置于外壳内腔中，两个密闭水仓之间设置六通，六通上分别安装两个出水管道和四个进水管道，每个出水管道的一端与六通相连通，每个出水管道的另一端与一个密闭水仓的内侧相连通，每个进水管道的一端与六通相连通，每个进水管道的另一端伸至外壳的外侧，其中一个进水管道见安装推进水泵；密闭水仓的外侧安装推进器喷射管道，推进器喷射管道的一端与密闭水仓相连通，推进器喷射管道的另一端安装水下推进器喷嘴。本发明解决管道的水力损失和整个喷水推进系统的结构设计问题，可广泛应用于水下探测、打捞作业等水下移动装置的驱动。
Description
技术领域：
本发明涉及水下驱动技术，具体为一种用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，可广泛应用于水下探测、打捞作业等水下移动装置的驱动。
背景技术：
随着海洋、江河、湖泊等水资源开发、水下作业技术发展迅速，水下装置广泛地应用在水下结构物安装检测、水底调查、打捞作业等多个领域，其驱动方式直接关系到水下装置的功能作用、应用效率、适应复杂环境能力和设备成本及运行成本。随着泵理论水平、泵设计水平和喷水推进应用的增多，喷水推进开始被人们接受，并逐渐发展成为设计所选用的极具竞争力的推进方式之一。但多用于水面船、艇，对于水下装置釆用这一驱动方式亟待深入研究。
发明内容
针对上述问题，本发明提供的目的在于提供一种用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，该驱动装置设计结构简单，性能稳定，具有极强机动灵活性和隐敝性。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，该驱动装置包括：水下推进器喷嘴、推进器喷射管道、密闭水仓、出水管道、推进水泵、进水管道，具体结构如下：
两个密闭水仓相对平行设置于外壳内腔中，两个密闭水仓之间设置六通，六通上分别安装两个出水管道和四个进水管道，每个出水管道的一端与六通相连通，每个出水管道的另一端与一个密闭水仓的内侧相连通，每个进水管道的一端与六通相连通，每个进水管道的另一端伸至外壳的外侧，其中一个进水管道见安装推进水泵；密闭水仓的外侧安装推进器喷射管道，推进器喷射管道的一端与密闭水仓相连通，推进器喷射管道的另一端安装水下推进器喷嘴。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，两个出水管道分别为水平对称设置于六通两侧的前进出水管、后退出水管，前进出水管、后退出水管分别与六通相连通，前进出水管、后退出水管上分别设置第一阀门。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，四个进水管道分别为：竖直对称设置于六通两侧的上进水管、下进水管，水平对称设置于六通两侧的左进水管、右进水管，且左进水管、右进水管与前进出水管、后退出水管垂直布置，上进水管、下进水管、左进水管、右进水管分别与六通相连通，下进水管内安装推进水泵。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，上进水管上设置第三阀门，上进水管的外端部安装第二筛网过滤器；下进水管上设置第二阀门于推进水泵的外侧，下进水管的外端部安装第一筛网过滤器；左进水管上设置第五阀门，左进水管的外端部安装第三筛网过滤器；右进水管上设置第六阀门，右进水管的外端部安装第四筛网过滤器。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，每个推进器喷射管道上安装第四阀门。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，四个进水管道的每个进水端安装筛网过滤器，每个进水管道上均安装电磁阀门。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，两个密闭水仓分别为前进密封水仓和后退密封水仓，每个密封水仓分别与推进器喷射管道连接；前进密封水仓的推进器喷射管道设置前进、左上、右上、左下、右下推进器喷射管道五个方位，呈半球形均匀布置，每个推进器喷射管道安装电磁阀门；后退密封水仓的推进器喷射管道设置后退、左上、右上、左下、右下推进器喷射管道五个方位，呈半球形均匀布置，每个推进器喷射管道安装电磁阀门。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，推进水泵采用双向容积式液压泵，采用“s”型对称叶片双向泵和流道配合使用，并采用变频调速机构。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，六通采用上、下、左、右、前、后六个方向进出水。
所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，根据需要设计驱动模块，驱动模块包括水泵驱动电机、控制器和供电电池均安装在驱动电机防水套内；驱动电机的主轴轴孔处采用机械轴密封结构进行密封，内部具有用于将导线导向外部的中空结构，该中空结构用于控制器与外部设备进行电连接，同时控制器发射、接收无线控制信号，由后台计算机控制端操控。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用喷射水流产生推力的原理，提出一种用于水下装置的单水道组合、多向喷射水流可控的驱动装置，既减少流道水力损失、减少操纵机构设施，并使水下装置按要求实现高低航速、左右转弯、上下沉浮、全方位移动等运动功能。整个喷水推进系统的结构设计减小了管道的水力损失，实现了该驱动装置的灵活性、隐蔽性，节能效果明显。
2、本发明提出用于水下装置的可全方位移动、三维立体式驱动装置，适用于大小型水下移动作业装置，摒弃了传统的螺旋桨推进方式，利用喷射水流产生推力的原理，通过改进控制方式，提高推进效率。
3、本发明提出用于水下装置的可全方位移动、三维立体式驱动装置，设计出结构相对简单、性能比较稳定的推进喷水系统，其结构简单、操作方便、实用性较强，具有极强机动灵活性和隐敝性，适用不同水域，水下移动作业装置。
附图说明
图1：一种水下装置可全方位移动、三维立体式驱动装置平面示意图。
图1符号表示为：1水下推进器喷嘴，2推进器喷射管道，3密闭水仓，4出水管道，5第一阀门，6六通，7推进水泵，8第一筛网过滤器，9第二阀门，10第二筛网过滤器，11第三阀门，12第四阀门，13进水管道，18外壳。
图2：图1中出水管道4的前进、后退出水管连接平面示意图。图2符号表示为：41前进出水管，42后退出水管，5第一阀门，6六通，1301上进水管，1302下进水管。
图3：图1中进水管道13的四方位进水管连接平面示意图。图3符号表示为：6六通，7推进水泵，8第一筛网过滤器，9第二阀门，10第二筛网过滤器，11第三阀门，1301上进水管，1302下进水管，1303左进水管，1304右进水管，14第三筛网过滤器，15第五阀门，16第六阀门，17第四筛网过滤器。
具体实施方式：
为了解决上述问题本发明实施公开如下技术方案做进一步说明，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例
如图1-图3所示，本发明水下装置可全方位移动、三维立体式的驱动装置，该驱动装置设置于水下装置上，主要包括：水下推进器喷嘴1、推进器喷射管道2、密闭水仓3、出水管道4、第一阀门5、六通6、推进水泵7、第一筛网过滤器8、第二阀门9、第二筛网过滤器10、第三阀门11、第四阀门12、进水管道13等，具体结构如下：
两个密闭水仓3(前进密封水仓和后退密封水仓)相对平行设置于外壳18内腔中，两个密闭水仓3之间设置六通6，六通6上分别安装两个出水管道4和四个进水管道13，每个出水管道4的一端与六通6相连通，每个出水管道4的另一端与一个密闭水仓3的内侧相连通，每个进水管道13的一端与六通6相连通，每个进水管道13的另一端伸至外壳18的外侧；密闭水仓3的外侧安装推进器喷射管道2，推进器喷射管道2的一端与密闭水仓3相连通，推进器喷射管道2的另一端安装水下推进器喷嘴1，每个推进器喷射管道2上安装第四阀门12。
如图1-图2所示，两个出水管道4分别为水平对称设置于六通6两侧的前进出水管41、后退出水管42，前进出水管41、后退出水管42分别与六通6相连通，前进出水管41、后退出水管42上分别设置第一阀门5。
如图1-图3所示，四个进水管道13分别为：竖直对称设置于六通6两侧的上进水管1301、下进水管1302，水平对称设置于六通6两侧的左进水管1303、右进水管1304，且左进水管1303、右进水管1304与前进出水管41、后退出水管42垂直布置，上进水管1301、下进水管1302、左进水管1303、右进水管1304分别与六通6相连通，下进水管1302内安装推进水泵7；上进水管1301上设置第三阀门11，上进水管1301的外端部(进水端)安装第二筛网过滤器10；下进水管1302上设置第二阀门9于推进水泵7的外侧，下进水管1302的外端部(进水端)安装第一筛网过滤器8；左进水管1303上设置第五阀门15，左进水管1303的外端部(进水端)安装第三筛网过滤器14；右进水管1304上设置第六阀门16，右进水管1304的外端部(进水端)安装第四筛网过滤器17。
第一阀门5、第二阀门9、第三阀门11、第四阀门12、第五阀门15、第六阀门16均为电磁阀门，可视工况自动切换。
四个进水管道13的每个进水端安装筛网过滤器，可适用不同环境水体，防止水中杂质堵塞泵体，每个进水管道上均安装电磁阀门，可视工况自动切换。
每个密封水仓3分别与推进器喷射管道2连接，前进密封水仓的推进器喷射管道2设置前进、左上、右上、左下、右下推进器喷射管道五个方位，呈半球形均匀布置，每个推进器喷射管道安装第四阀门12(电磁阀门)可自动切换、打开关闭，可全方位多角度驱动；反之，后退密封水仓的推进器喷射管道2设置后退、左上、右上、左下、右下推进器喷射管道五个方位，呈半球形均匀布置，每个推进器喷射管道安装第四阀门12(电磁阀门)可自动切换、打开关闭，可全方位多角度驱动；前进和后退密封水仓推进器喷射管道可配合切换使用，大幅增加机动灵活性，可在水下全方位移动。
推进器喷射管道2上的水下推进器喷嘴1尺寸可调，可自动调节出水大小，控制移动速度。
推进水泵7采用双向容积式液压泵，采用“s”型对称叶片双向泵和流道配合使用，进水管道同时具备出水功能；推进水泵7采用变频调速，可随时调节密封水仓压力大小，可矢量控制移动速度。
六通6采用上、下、左、右、前、后六个方向进出水，推进水泵7安装在下进水管1302内，一体化集成设计，减小管道的水力损失，整个喷水推进系统的结构设计节约空间，提高空间利用率。
另外，根据需要设计驱动模块，驱动模块可以包括水泵驱动电机、控制器和供电电池均安装在驱动电机防水套内。驱动电机的主轴轴孔处可以采用机械轴密封结构进行密封，内部具有用于将导线导向外部的中空结构，该中空结构用于控制器与外部设备(例如；电磁阀门)进行电连接，同时控制器可发射、接收无线控制信号，由后台计算机控制端操控。
结果表明，本发明以利用喷射水流产生推力的原理，提出一种用于水下装置的单水道组合、多向喷射水流可控的驱动装置，既减少了流道水力损失、减少了操纵机构设施；并使水下装置按要求实现高、低航速，左右转弯，上下沉浮、多方向驱动前进、后退等。本发明重点解决管道的水力损失和整个喷水推进系统的结构设计，实现了驱动方法的优化提升。
Claims (10)
1.一种用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，该驱动装置包括：水下推进器喷嘴、推进器喷射管道、密闭水仓、出水管道、推进水泵、进水管道，具体结构如下：
两个密闭水仓相对平行设置于外壳内腔中，两个密闭水仓之间设置六通，六通上分别安装两个出水管道和四个进水管道，每个出水管道的一端与六通相连通，每个出水管道的另一端与一个密闭水仓的内侧相连通，每个进水管道的一端与六通相连通，每个进水管道的另一端伸至外壳的外侧，其中一个进水管道见安装推进水泵；密闭水仓的外侧安装推进器喷射管道，推进器喷射管道的一端与密闭水仓相连通，推进器喷射管道的另一端安装水下推进器喷嘴。
2.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，两个出水管道分别为水平对称设置于六通两侧的前进出水管、后退出水管，前进出水管、后退出水管分别与六通相连通，前进出水管、后退出水管上分别设置第一阀门。
3.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，四个进水管道分别为：竖直对称设置于六通两侧的上进水管、下进水管，水平对称设置于六通两侧的左进水管、右进水管，且左进水管、右进水管与前进出水管、后退出水管垂直布置，上进水管、下进水管、左进水管、右进水管分别与六通相连通，下进水管内安装推进水泵。
4.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，上进水管上设置第三阀门，上进水管的外端部安装第二筛网过滤器；下进水管上设置第二阀门于推进水泵的外侧，下进水管的外端部安装第一筛网过滤器；左进水管上设置第五阀门，左进水管的外端部安装第三筛网过滤器；右进水管上设置第六阀门，右进水管的外端部安装第四筛网过滤器。
5.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，每个推进器喷射管道上安装第四阀门。
6.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，四个进水管道的每个进水端安装筛网过滤器，每个进水管道上均安装电磁阀门。
7.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，两个密闭水仓分别为前进密封水仓和后退密封水仓，每个密封水仓分别与推进器喷射管道连接；前进密封水仓的推进器喷射管道设置前进、左上、右上、左下、右下推进器喷射管道五个方位，呈半球形均匀布置，每个推进器喷射管道安装电磁阀门；后退密封水仓的推进器喷射管道设置后退、左上、右上、左下、右下推进器喷射管道五个方位，呈半球形均匀布置，每个推进器喷射管道安装电磁阀门。
8.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，推进水泵采用双向容积式液压泵，采用“s”型对称叶片双向泵和流道配合使用，并采用变频调速机构。
9.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，六通采用上、下、左、右、前、后六个方向进出水。
10.按照权利要求1所述的用于水下装置的全方位移动、三维立体式驱动装置，其特征在于，根据需要设计驱动模块，驱动模块包括水泵驱动电机、控制器和供电电池均安装在驱动电机防水套内；驱动电机的主轴轴孔处采用机械轴密封结构进行密封，内部具有用于将导线导向外部的中空结构，该中空结构用于控制器与外部设备进行电连接，同时控制器发射、接收无线控制信号，由后台计算机控制端操控。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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